プログラム実行中に生成されるデータは一時的なものであり、終了時に解放されます。これを永続化するにはファイルへの保存が必要です。C++では<fstream>ヘッダを用いてファイル操作を行います。

ファイルは以下の2種類に分類されます：

• テキストファイル：ASCIIコード形式で保存され、人間が読める形式
• バイナリファイル：バイト列として保存され、通常は人間が直接読めない形式

ファイル操作には以下の3つのストリームクラスが使用されます：

• ofstream：書き込み専用
• ifstream：読み込み専用
• fstream：読み書き両用

1. テキストファイルの操作

1.1 書き込み

テキストファイルへの書き込み手順は以下の通りです：

1. #include <fstream> をインクルード
2. ofstream オブジェクトを作成
3. open() でファイルを開く（モード指定）
4. << 演算子でデータを書き込む
5. close() でファイルを閉じる

主なファイルオープンモード：

モードはビットOR（|）で組み合わせ可能（例：ios::out | ios::binary）。

#include <fstream>
using namespace std;

void writeTextFile() {
    ofstream writer;
    writer.open("info.txt", ios::out);
    writer << "名前：山田太郎\n";
    writer << "年齢：25\n";
    writer << "スコア：95\n";
    writer.close();
}

1.2 読み込み

テキストファイルの読み込み手順：

1. #include <fstream> をインクルード
2. ifstream オブジェクトを作成
3. open() でファイルを開き、is_open() で成功を確認
4. 適切な方法でデータを読み取る
5. close() でファイルを閉じる

代表的な読み取り方法：

#include <fstream>
#include <string>
using namespace std;

void readTextFile() {
    ifstream reader("info.txt");
    if (!reader.is_open()) return;

    // 方法1: スペース区切りで単語単位読み取り
    string word;
    while (reader >> word) {
        cout << word << '\n';
    }
    reader.clear(); reader.seekg(0);

    // 方法2: 行単位で文字配列に読み取り
    char line[256];
    while (reader.getline(line, sizeof(line))) {
        cout << line << '\n';
    }
    reader.clear(); reader.seekg(0);

    // 方法3: 行単位でstringに読み取り（推奨）
    string lineStr;
    while (getline(reader, lineStr)) {
        cout << lineStr << '\n';
    }
    reader.close();
}

2. バイナリファイルの操作

バイナリファイルを扱う際は、オープンモードに ios::binary を必ず指定します。

2.1 書き込み

write() メンバ関数を使用してメモリ上のデータをそのままファイルに書き込みます。

プロトタイプ：ostream& write(const char* buffer, streamsize size);

#include <fstream>
using namespace std;

struct Employee {
    char name[64];
    int id;
};

void writeBinaryFile() {
    ofstream binWriter("employee.dat", ios::binary);
    Employee emp = {"佐藤花子", 1001};
    binWriter.write(reinterpret_cast<const char*>(&emp), sizeof(emp));
    binWriter.close();
}

2.2 読み込み

read() メンバ関数でファイルからバイト列をメモリに読み込みます。

プロトタイプ：istream& read(char* buffer, streamsize size);

#include <fstream>
#include <iostream>
using namespace std;

void readBinaryFile() {
    ifstream binReader("employee.dat", ios::binary);
    if (!binReader.is_open()) return;

    Employee emp;
    binReader.read(reinterpret_cast<char*>(&emp), sizeof(emp));
    cout << "名前: " << emp.name << "\nID: " << emp.id << '\n';
    binReader.close();
}