前言

C 语言作为一种低级语言，提供了丰富的文件操作函数，允许程序员读取和写入文件，不论是文本文件还是二进制文件。理解这些操作对于处理持久化数据、进行文件管理等任务至关重要。在本篇博客中，我们将详细探讨 C 语言中的文件读写操作，带你了解如何创建、打开、读取、写入文件，以及如何使用文件指针在文件中进行精细化控制。

文件操作概览

在 C 语言中，文件的操作依赖于一组标准库函数。这些函数让我们可以打开文件、读取或写入数据、控制文件指针的位置，并最终关闭文件。具体的操作流程如下：

1. 打开文件
2. 读写文件
3. 关闭文件
4. 文件指针的操作

1. 打开文件

在 C 语言中，使用 fopen() 函数来打开一个文件。fopen() 可以打开一个已存在的文件，或创建一个新文件，具体取决于文件路径和操作模式。

fopen() 函数

FILE *fopen(const char *filename, const char *mode);

• filename：要打开或创建的文件名。
• mode：文件访问模式，决定了文件的读写方式。

常见的文件访问模式有：

二进制文件模式

除了上述的文本文件模式，处理二进制文件时需要使用不同的模式，如：

2. 写入文件

C 语言提供了多个函数来向文件中写入数据，下面我们介绍几种常用的写入方式。

fputc() 写单个字符

fputc() 函数用于向文件写入一个字符。

int fputc(int c, FILE *fp);

• c：要写入的字符（以整数形式表示）。
• fp：指向文件的文件指针。

示例：

FILE *fp = fopen("example.txt", "w");
fputc('A', fp);
fclose(fp);

fputs() 写字符串

fputs() 用于写入一个字符串，直到遇到 \0（字符串结束符）为止。

int fputs(const char *s, FILE *fp);

• s：要写入的字符串。
• fp：指向文件的文件指针。

示例：

FILE *fp = fopen("example.txt", "w");
fputs("Hello, World!\n", fp);
fclose(fp);

fprintf() 格式化输出

如果需要格式化数据输出到文件，可以使用 fprintf() 函数，它与 printf() 类似。

int fprintf(FILE *fp, const char *format, ...);

示例：

FILE *fp = fopen("example.txt", "w");
fprintf(fp, "Name: %s, Age: %d\n", "Alice", 30);
fclose(fp);

3. 读取文件

在 C 语言中，读取文件内容常用的函数有 fgetc()、fgets() 和 fscanf()。

fgetc() 读取单个字符

fgetc() 从文件中读取一个字符。

int fgetc(FILE *fp);

• fp：文件指针。
• 返回值：读取的字符。如果读取失败，返回 EOF。

示例：

FILE *fp = fopen("example.txt", "r");
char c = fgetc(fp);
printf("Read character: %c\n", c);
fclose(fp);

fgets() 读取一行

fgets() 用于从文件中读取一行，最多读取指定的字符数。

char *fgets(char *buf, int n, FILE *fp);

• buf：保存读取内容的缓冲区。
• n：要读取的最大字符数。
• fp：文件指针。

示例：

FILE *fp = fopen("example.txt", "r");
char buffer[255];
fgets(buffer, sizeof(buffer), fp);
printf("Read line: %s", buffer);
fclose(fp);

fscanf() 格式化读取

fscanf() 类似于 scanf()，但它是从文件中读取数据。它会根据给定的格式进行读取。

int fscanf(FILE *fp, const char *format, ...);

示例：

FILE *fp = fopen("example.txt", "r");
char name[50];
int age;
fscanf(fp, "%s %d", name, &age);
printf("Name: %s, Age: %d\n", name, age);
fclose(fp);

4. 关闭文件

每次完成文件操作后，我们应该使用 fclose() 函数关闭文件，确保文件资源被正确释放。

int fclose(FILE *fp);

• fp：要关闭的文件指针。
• 返回值：如果成功关闭文件，返回 0；否则返回 EOF。

示例：

FILE *fp = fopen("example.txt", "w");
fprintf(fp, "Some content\n");
fclose(fp);

5. 文件指针控制：fseek() 与 ftell()

在实际应用中，我们经常需要在文件中移动文件指针来实现随机访问。C 语言通过 fseek() 和 ftell() 提供了这种能力。

fseek() 设置文件指针

fseek() 用于设置文件指针的位置。它的原型如下：

int fseek(FILE *stream, long offset, int whence);

• stream：文件指针。
• offset：相对于 whence 的偏移量。
• whence：基准位置，可以是 SEEK_SET（文件开头）、SEEK_CUR（当前位置）、SEEK_END（文件末尾）。

示例：

FILE *fp = fopen("example.txt", "r+");
fseek(fp, 10, SEEK_SET);  // 将文件指针移到文件开头10个字节的位置
fputc('A', fp);           // 在该位置写入字符
fclose(fp);

ftell() 获取文件指针位置

ftell() 返回当前文件指针的位置。

long ftell(FILE *stream);

示例：

FILE *fp = fopen("example.txt", "r");
fseek(fp, 10, SEEK_SET);
long pos = ftell(fp);  // 获取当前文件指针的位置
printf("Current position: %ld\n", pos);
fclose(fp);

6. 二进制文件操作

对于二进制文件，我们通常使用 fread() 和 fwrite() 函数来读取和写入数据。

fread() 读取二进制数据

size_t fread(void *ptr, size_t size_of_elements, size_t number_of_elements, FILE *a_file);

• ptr：指向存储读取数据的缓冲区。
• size_of_elements：每个元素的字节大小。
• number_of_elements：要读取的元素数量。

fwrite() 写入二进制数据

size_t fwrite(const void *ptr, size_t size_of_elements, size_t number_of_elements, FILE *a_file);

• ptr：指向要写入数据的缓冲区。
• size_of_elements：每个元素的字节大小。
• number_of_elements：要写入的元素数量。

总结

通过本篇博客的讲解，我们深入了解了 C 语言中的文件操作，包括文件的打开、读取、写入、关闭以及文件指针的管理。掌握这些基本的文件操作可以帮助我们在编写程序时处理文件数据，实现更复杂的功能。在实际应用中，文件操作常