1.8. 文件输入输出

C 语言通过文件指针（FILE *）和标准库函数进行文件操作。

1.8.1. 文件操作基础

1.8.1.1. 核心步骤

1. 打开文件（fopen） → 获取 FILE *
2. 读写文件（fprintf / fscanf / fread / fwrite）
3. 关闭文件（fclose）
文件操作模板
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>

int main(void) {
    FILE *fp = fopen("test.txt", "w");
    if (fp == NULL) {
        printf("文件打开失败！\n");
        return 1;
    }

    // 读写操作...

    fclose(fp);       // 关闭文件
    return 0;
}

重要

始终检查 ``fopen`` 的返回值！ 文件可能因为权限、磁盘满、路径错误等无法打开。

1.8.2. 文件打开模式

模式

含义

文件存在

文件不存在

"r"

只读

正常打开

出错

"w"

只写

清空内容

创建新文件

"a"

追加

从末尾写入

创建新文件

"r+"

读写

正常打开

出错

"w+"

读写

清空内容

创建新文件

"a+"

读追加

从末尾写入

创建新文件

"rb" / "wb"

二进制模式

见上

见上

备注

文本模式下，VC10 会将换行 \n 转换为 \r\n``（写入时）或反向转换（读取时）。 二进制模式不作转换。处理非文本文件请用 ``"b" 模式。

1.8.3. 文本文件读写

1.8.3.1. fprintf / fscanf

FILE *fp = fopen("students.txt", "w");
if (fp != NULL) {
    fprintf(fp, "%d %s %.1f\n", 1001, "Alice", 95.5f);
    fprintf(fp, "%d %s %.1f\n", 1002, "Bob",   87.0f);
    fclose(fp);
}

// 读取
fp = fopen("students.txt", "r");
if (fp != NULL) {
    int id;
    char name[50];
    float score;

    while (fscanf(fp, "%d %s %f", &id, name, &score) == 3) {
        printf("ID=%d, Name=%s, Score=%.1f\n", id, name, score);
    }
    fclose(fp);
}

1.8.3.2. fgets / fputs

// 写入字符串
FILE *fp = fopen("data.txt", "w");
fputs("第一行文本\n", fp);
fputs("第二行文本\n", fp);
fclose(fp);

// 逐行读取
char line[256];
fp = fopen("data.txt", "r");
while (fgets(line, sizeof(line), fp) != NULL) {
    // fgets 会保留换行符
    printf("读取: %s", line);
}
fclose(fp);

小技巧

fgets(buf, size, fp) 是**安全**的——最多读取 size - 1 个字符， 自动添加 \0。对比不安全的 gets(buf)``（无大小限制）， 应始终使用 ``fgets。

1.8.3.3. fgetc / fputc

// 逐个字符复制文件
FILE *src = fopen("source.txt", "r");
FILE *dst = fopen("copy.txt", "w");

if (src != NULL && dst != NULL) {
    int ch;    // 注意是 int 不是 char！
    while ((ch = fgetc(src)) != EOF) {
        fputc(ch, dst);
    }
    fclose(src);
    fclose(dst);
}

警告

fgetc 的返回值是 int 而非 char，因为 EOF 是 -1， 用 char 无法区分合法字符和文件结束。

1.8.4. 二进制文件读写

1.8.4.1. fread / fwrite

#include <stdio.h>

typedef struct {
    int   id;
    char  name[20];
    float score;
} Record;

int main(void) {
    Record records[] = {
        {1001, "Alice", 95.5f},
        {1002, "Bob",   87.0f},
        {1003, "Eve",   92.3f}
    };
    int count = 3;

    // 写入二进制文件
    FILE *fp = fopen("records.dat", "wb");
    if (fp != NULL) {
        fwrite(records, sizeof(Record), count, fp);
        fclose(fp);
    }

    // 读取二进制文件
    Record buf[10];
    fp = fopen("records.dat", "rb");
    if (fp != NULL) {
        int n = fread(buf, sizeof(Record), 10, fp);
        for (int i = 0; i < n; i++) {
            printf("%d %s %.1f\n",
                   buf[i].id, buf[i].name, buf[i].score);
        }
        fclose(fp);
    }

    return 0;
}

小技巧

fread / fwrite 的参数： fread(缓冲区, 单个元素大小, 元素个数, 文件指针) 返回实际读取/写入的元素个数。

1.8.5. 文件定位

#include <stdio.h>

FILE *fp = fopen("data.bin", "rb");
if (fp == NULL) return 1;

// 获取当前读写位置（相对于文件开头）
long pos = ftell(fp);
printf("当前位置: %ld\n", pos);

// 定位到文件开头偏移 10 字节处
fseek(fp, 10, SEEK_SET);       // 从开头算起

// 定位到文件末尾前 5 字节
fseek(fp, -5, SEEK_END);       // 从末尾算起

// 定位到当前位置后移 3 字节
fseek(fp, 3, SEEK_CUR);        // 从当前位置算起

// 获取文件大小
fseek(fp, 0, SEEK_END);
long file_size = ftell(fp);
printf("文件大小: %ld 字节\n", file_size);

// 重置到文件开头
rewind(fp);                     // 等价于 fseek(fp, 0, SEEK_SET)

fclose(fp);

函数

功能

返回值

ftell(fp)

获取当前偏移

long，失败返回 -1L

fseek(fp, offset, origin)

设置文件位置

成功 0，失败非 0

rewind(fp)

重置到文件开头

无返回值

feof(fp)

检查是否文件尾

非 0 表示到达文件尾

1.8.6. 错误处理

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

FILE *fp = fopen("nonexistent.txt", "r");
if (fp == NULL) {
    // 使用全局变量 errno 和 perror
    printf("错误码: %d\n", errno);
    perror("fopen");                 // 输出: fopen: No such file or directory

    // 或使用 strerror
    printf("错误信息: %s\n", strerror(errno));

    return 1;
}

// 检查文件尾
while (!feof(fp)) {
    int ch = fgetc(fp);
    if (ch != EOF) {
        putchar(ch);
    }
}

1.8.7. VC10 文件操作注意事项

// 1. 文件路径中的反斜杠
FILE *fp = fopen("C:\\temp\\data.txt", "r");  // 需要转义

// 2. fopen_s 安全版本
FILE *fp_safe;
errno_t err = fopen_s(&fp_safe, "test.txt", "r");
if (err != 0) {
    printf("打开失败，错误码: %d\n", err);
}

// 3. _CRT_SECURE_NO_WARNINGS
// 若不想用 _s 版本，可在 stdafx.h 或项目属性中定义：
// #define _CRT_SECURE_NO_WARNINGS

// 4. 文件缓冲区设置
FILE *fp2 = fopen("large.txt", "r");
char buffer[8192];
setvbuf(fp2, buffer, _IOFBF, sizeof(buffer));  // 设置缓冲区
// _IOFBF: 全缓冲  _IOLBF: 行缓冲  _IONBF: 无缓冲

小技巧

VC10 项目属性中修改 配置属性 → C/C++ → 预处理器 → 预处理器定义， 添加 _CRT_SECURE_NO_WARNINGS 可全局禁用安全函数警告。