Как читать блоки данных из файла, а затем читать из этого блока в вектор?

Вы должны рассмотреть возможность использования mmap() вместо чтения файлов используйте read().

Что хорошо в mmap, так это то, что вы можете рассматривать содержимое файла как просто отображенное в пространство процесса, как если бы у вас уже был указатель на содержимое файла. Просто проверяя содержимое памяти и обрабатывая его как массив, или копируя данные с помощью memcpy(), Вы будете неявно выполнять операции чтения, но только по мере необходимости-подсистема виртуальной памяти операционной системы достаточно умна, чтобы сделать это очень эффективно.

Единственная возможная причина избегать mmap, возможно, если вы работаете на 32-битной ОС и размер файла превышает 2 гигабайта (или чуть меньше). В этом случае у ОС могут возникнуть проблемы с выделением адресного пространства для вашей памяти mmap-ed. Но на 64-битной ОС использование mmap никогда не должно быть проблемой.

Кроме того, mmap может быть громоздким, если вы пишете много данных, а размер данных заранее не известен. Кроме того, всегда лучше и быстрее использовать его над read.

На самом деле большинство современных операционных систем широко полагаются на mmap. Например, в Linux, чтобы выполнить некоторый двоичный файл, ваш исполняемый файл просто mmap-ed и выполняется из памяти, как если бы он был скопирован туда read, без фактического reading его.