在 C 语言中，文件操作是非常重要的一部分，通过文件读写，程序可以保存数据到磁盘或从磁盘读取数据。C 标准库提供了多种函数和方法来处理文件，本文将详细介绍文件的打开和关闭、文件读写操作，包括文本文件和二进制文件的处理方式。

目录

1. 文件的打开与关闭
   • fopen
   • fclose
2. 文件的读写操作
   • 文本文件操作
     • fgetc
     • fgets
     • fputc
     • fputs
     • fprintf 和 fscanf
   • 二进制文件操作
     • fread
     • fwrite
3. 文件的定位与指针操作
   • ftell
   • fseek
   • rewind
4. 文件错误处理
   • ferror
   • feof

1. 文件的打开与关闭

在进行文件操作时，首先需要通过 fopen 函数打开文件，操作完成后通过 fclose 函数关闭文件。

1.1 fopen

fopen 用于打开文件，返回指向 FILE 类型的指针。如果打开失败，返回 NULL。

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

• filename：要打开的文件名。
• mode：文件的打开模式，包括以下几种常见模式：
  • "r"：以只读方式打开文件，文件必须存在。
  • "w"：以写入方式打开文件，若文件存在则清空其内容，若文件不存在则创建文件。
  • "a"：以追加模式打开文件，若文件不存在则创建文件，所有写入内容都追加到文件末尾。
  • "r+"：以读写方式打开文件，文件必须存在。
  • "w+"：以读写方式打开文件，若文件存在则清空其内容，若文件不存在则创建文件。
  • "a+"：以读写方式打开文件，若文件不存在则创建文件，写入内容总是追加到文件末尾。

示例：打开文件

#include <stdio.h>

int main() {
    FILE *file = fopen("example.txt", "r");
    if (file == NULL) {
        printf("无法打开文件\n");
        return 1;
    }

    // 文件操作...

    fclose(file);
    return 0;
}

1.2 fclose

fclose 函数用于关闭文件，释放与文件关联的资源。

int fclose(FILE *stream);

示例：关闭文件

FILE *file = fopen("example.txt", "r");
if (file != NULL) {
    // 文件操作...
    fclose(file);
}

2. 文件的读写操作

文件的读写操作根据文件类型分为文本文件和二进制文件两类。

2.1 文本文件操作

2.1.1 fgetc

fgetc 用于从文件中读取单个字符。

int fgetc(FILE *stream);

• 返回读取到的字符（int 类型），若到达文件末尾则返回 EOF。

示例：逐字符读取文件内容

#include <stdio.h>

int main() {
    FILE *file = fopen("example.txt", "r");
    if (file == NULL) {
        printf("无法打开文件\n");
        return 1;
    }

    int ch;
    while ((ch = fgetc(file)) != EOF) {
        putchar(ch); // 输出字符
    }

    fclose(file);
    return 0;
}

2.1.2 fgets

fgets 用于从文件中读取一行文本。

char *fgets(char *str, int n, FILE *stream);

• str：存储读取内容的字符串指针。
• n：最多读取 n-1 个字符（最后一个字符留给 \0）。
• 返回值：若成功则返回 str，若到达文件末尾或发生错误返回 NULL。

示例：逐行读取文件内容

#include <stdio.h>

int main() {
    FILE *file = fopen("example.txt", "r");
    if (file == NULL) {
        printf("无法打开文件\n");
        return 1;
    }

    char buffer[100];
    while (fgets(buffer, sizeof(buffer), file) != NULL) {
        printf("%s", buffer); // 输出行
    }

    fclose(file);
    return 0;
}

2.1.3 fputc

fputc 用于将字符写入文件。

int fputc(int char, FILE *stream);

• 成功返回写入的字符，失败返回 EOF。

示例：写入字符到文件

#include <stdio.h>

int main() {
    FILE *file = fopen("output.txt", "w");
    if (file == NULL) {
        printf("无法打开文件\n");
        return 1;
    }

    fputc('A', file); // 写入字符 A
    fputc('\n', file); // 写入换行符

    fclose(file);
    return 0;
}

2.1.4 fputs

fputs 用于将字符串写入文件。

int fputs(const char *str, FILE *stream);

• 成功返回非负值，失败返回 EOF。

示例：写入字符串到文件

#include <stdio.h>

int main() {
    FILE *file = fopen("output.txt", "w");
    if (file == NULL) {
        printf("无法打开文件\n");
        return 1;
    }

    fputs("Hello, World!\n", file); // 写入字符串

    fclose(file);
    return 0;
}

2.1.5 fprintf 和 fscanf

fprintf 和 fscanf 是格式化输出和输入函数，类似于 printf 和 scanf，但用于文件操作。

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

示例：使用 fprintf 和 fscanf

#include <stdio.h>

int main() {
    FILE *file = fopen("data.txt", "w");
    if (file == NULL) {
        printf("无法打开文件\n");
        return 1;
    }

    fprintf(file, "姓名: %s 年龄: %d\n", "Alice", 25); // 写入格式化数据
    fclose(file);

    // 读取文件
    file = fopen("data.txt", "r");
    if (file != NULL) {
        char name[20];
        int age;
        fscanf(file, "姓名: %s 年龄: %d", name, &age); // 读取格式化数据
        printf("姓名: %s, 年龄: %d\n", name, age);
        fclose(file);
    }

    return 0;
}

2.2 二进制文件操作

与文本文件不同，二进制文件直接处理原始字节，读写不涉及编码转换。

2.2.1 fread

fread 用于从二进制文件中读取数据。

size_t fread(void *ptr, size_t size, size_t nmemb, FILE *stream);

• ptr：数据存储的缓冲区指针。
• size：每个数据块的大小（字节数）。
• nmemb：要读取的数据块数量。
• 返回值：实际读取的块数。

2.2.2 fwrite

fwrite 用于向二进制文件写入数据。

size_t fwrite(const void *ptr, size_t size, size_t nmemb, FILE *stream);

• ptr：要写入的数据指针。
• size：每个数据块的大小。
• nmemb：要写入的数据块数量。
• 返回值：实际写入的块数。

示例：写入和读取二进制文件

#include <stdio.h>

struct Person {
    char name[20];
    int age;
};

int main() {
    FILE *file = fopen("people.dat", "wb");
    if (file == NULL) {
        printf("无法打开文件\n");
        return 1;
    }

    struct Person p1 = {"Alice", 25};
    fwrite(&p1, sizeof(struct Person), 1, file); // 写入二进制数据
    fclose(file);

    // 读取二进制文件
    file = fopen("people.dat", "rb");
    if (file != NULL) {
        struct Person p2;
        fread(&p2, sizeof(struct Person), 1, file); // 读取二进制数据
        printf("姓名: %s, 年龄: %d\n

", p2.name, p2.age);
        fclose(file);
    }

    return 0;
}

3. 文件的定位与指针操作

3.1 ftell

ftell 返回文件指针当前位置的偏移量。

long ftell(FILE *stream);

3.2 fseek

fseek 设置文件指针位置。

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

• offset：相对位置偏移量。
• whence：参考位置（SEEK_SET、SEEK_CUR、SEEK_END）。

3.3 rewind

rewind 将文件指针重置为文件开头。

void rewind(FILE *stream);

4. 文件错误处理

4.1 ferror

ferror 函数用于检查文件流是否有错误。

int ferror(FILE *stream);

4.2 feof

feof 函数用于检查文件是否到达末尾。

int feof(FILE *stream);

示例：检测文件末尾

FILE *file = fopen("example.txt", "r");
if (file != NULL) {
    while (!feof(file)) {
        // 文件操作...
    }
    fclose(file);
}

通过以上操作，C 语言中的文件处理能力得到了系统性的展示，不论是文本文件还是二进制文件，都可以通过上述方法实现灵活的读写操作。