Есть огромный текстовый файл, нужно изменить строку, допустим, в центре файла, каким образом лучше и бытрее всего это сделать?

Пока придумалось 3 варианта:
1. Загрузить весь файл в память, изменить где нужно, записать.
2. Сместить "хвост" файла (что после строки) на определенное количество байт, записать до хвоста нужное).
3. Записать второй файл на выходе (читаю один - меняю где надо - пишу другой).

Пока мне самым оптимальным кажется 3й вариант

Реально оптимальным имхо следует считать разбиение избыточно большого файла на части.
Что же до оптимальности приведённых вариантов... первые два суть одно и то же (но второй получше будет), третий же заведомо худший. Чтобы это понять, достаточно разобрать, как будет выполняться операция на уровне обработчика (файловая система) - (физический носитель).
Оптимальным же я считаю вариант загрузки "хвоста" в память, добавление в начало буфера чтения нужной информации, и затем сброс на диск в существующий файл с заданной позиции. При этом не будет выполняться перезапись начал файла до изменяемого участка.

Т.е. формализованно это так:

Если файл "реально большой", то, вероятнее всего, проблематично будет хранить его в памяти. Можно делать так
- переместить указатель на конец изменения
- скопировать конец файла во временный файл
- переместить указатель на начало изменения 
- отрезать файл по этому указателю
- дописать изменение
- скопировать хвост из временного файла.
- удалить временный файл.

Вероятно, наиболее быстро - без временного файла.
Просто читать файл буферами, бОльшими по размеру, чем размер изменяемого фрагмента, менять буфер, сдвигая туда-сюда и прописывать "на старое место" измененный кусок. Вторым буфером можно скачать  В конце файла придется либо отрезать ненужное, либо дописать нужное.

Если "хвост" не помещается в память - да, придётся выполнять перезапись блоками, начиная от хвоста файла и двигаясь к точке вставки.

А временный файл - гарантированные потери в скорости работы.

Мне кажется, что это второй вариант, только тут сначала запись нужной информации куда нужно, а потом запись остального, но в памяти конечно хранить хвост не оптимально. Если сначала в файле расчистить место под нужные данные, а потом записать на них, в память хвост загружать не придется, вопрос в другом - сколько времени займет перемещение хвоста "на пару байт вправо"?

Akina, ksnk, где можно поподробнее почитать про буфера?

А если изменений несколько или чуть ли не весь файл? Думаю похоже на систему контроля версий, она ищет места где добавить и записывает туда. Вот только не пользовался ни разу, может ошибаюсь, и алгоритма работы не знаю.
Еще четвертый вариант - держать изменения допустим в памяти или временном файле, а потом записать целиком, вопрос как записать быстро)

ColdSpirit, Уточни, что такое "изменение"? Допустим, что это массив структур {x:смещение в оригинальном файле, l:длина изменяемого куска, lt: длина измененного куска,  txt: измененный кусок}. Отсортирован по смещению.

буфер - кусок памяти разумного размера. Нужно посчитать минимально допустимый размер, чтобы алгоритм не глючил. 
Основной смысл - читаем кусочек оригинального файла в буфер, делаем в памяти изменения и пишем с той же позиции новое содержимое. Сдвигаемся по файлу на размер буфера - читаем,делаем изменения,пишем и т.д. Нужно, конечно, подсуетиться и сохранить затираемую такой операцией часть данных в еще одном буфере, например.

Типа того, только txt не нужен думаю, при необходимости его всегда можно из оригинального файла считать.

Думаю так пока и сделаю, Akina, ksnk, благодарю вас.
Если появятся какие идеи - буду рад услышать =)