C/C++ 隨機存取檔案處理完全指南

二進位檔案特性

二進位檔案為任意長度的位元組序列（0~255），位元組本身無特殊含義。相對地，文字檔中 13=CR、10=LF、26=EOF，讀取軟體需解析這些控制碼。現代術語中，二進位檔案視為位元組流，重點在資料流而非來源。C 語言中可視為檔案、資料流或長陣列，隨機存取即可讀寫陣列任意部分。

範例一：寫入二進位檔案

#include <stdio.h>
#include <string.h>

int main() {
    const char *filename = "test.txt";
    const char *mytext = "Once upon a time there were three bears.";
    FILE *ft = fopen(filename, "wb");  // 二進位寫入模式

    if (ft) {
        fwrite(mytext, sizeof(char), strlen(mytext), ft);
        fclose(ft);
    }
    printf("len of mytext = %d\n", (int)strlen(mytext));
    return 0;
}

關鍵點：

• wb 模式：檔案不存在則建立，存在則清空內容。
• fwrite 參數：緩衝區、元素大小、元素個數、檔案指標。二進位模式下不自動加入換行符，需自行在字串中包含。
• 路徑中反斜線需轉義：\"c:\\\\folder\\\\test.txt\"。

檔案開啟模式完整對照表

經驗上，除非剛建立或讀完檔案，使用 w+b 較保險。Microsoft 延伸模式尚有 t(文字)、c(認可)、n(非認可)、S(循序優化)、R(隨機優化)、T(暫存)、D(刪除/暫存)。

隨機存取實務：索引/資料檔案模式

資料庫普及前，隨機存取檔案常用於資料處理。小型檔案常採索引/資料雙檔案模式：

• 資料檔：儲存長短不一的記錄。
• 索引檔：記錄數與資料檔相同，但每筆記錄固定長度，包含：

struct {
    fpos_t pos;  // 檔案位置
    int    size; // 記錄大小
} indexrec;

fpos_t 為 fsetpos/fgetpos 使用的型別，是 fseek/ftell 的改良版，更適合建立書籤。需計算檔案位置用 fseek，取得目前位置用 ftell（回傳 int）。實務上 fpos_t 可能只是 int，但應使用 fpos_t 型別，它保存檔案指標副本，粒度為 1，可定位至檔案任意位置。

讀寫檔案完整範例

// 寫入結構陣列到二進位檔案
struct Record { int id; char name[32]; double score; };

void WriteRecords(const char *filename, Record *recs, int count) {
    FILE *fp = fopen(filename, "wb");
    if (fp) {
        fwrite(recs, sizeof(Record), count, fp);
        fclose(fp);
    }
}

// 隨機讀取第 n 筆記錄 (0-based)
bool ReadRecord(const char *filename, int n, Record *out) {
    FILE *fp = fopen(filename, "rb");
    if (!fp) return false;
    fseek(fp, n * sizeof(Record), SEEK_SET);
    bool ok = (fread(out, sizeof(Record), 1, fp) == 1);
    fclose(fp);
    return ok;
}