「C系列」C 文件读写

一、C 文件读写

在C语言中，文件读写是通过一系列的标准库函数来完成的，这些函数在stdio.h头文件中定义。下面是一些常用的文件读写函数及其使用示例。

1. 打开文件

使用fopen函数打开文件。它返回一个文件指针，该指针在后续的读写操作中会被用到。如果文件打开失败，fopen会返回NULL。

#include <stdio.h>int main() {FILE *file;file = fopen("example.txt", "w"); // 打开文件以写入，如果文件不存在则创建if (file == NULL) {perror("打开文件失败");return 1;}// ... 进行文件写入操作 ...fclose(file); // 关闭文件return 0;
}

2. 写入文件

使用fprintf、fputc、fputs等函数将数据写入文件。

• fprintf：格式化写入，类似于printf。
• fputc：写入一个字符。
• fputs：写入一个字符串。

#include <stdio.h>int main() {FILE *file;file = fopen("example.txt", "w");if (file == NULL) {perror("打开文件失败");return 1;}fprintf(file, "Hello, World!\n"); // 写入字符串fputc('A', file); // 写入字符Afputs("This is another line.\n", file); // 写入字符串fclose(file);return 0;
}

3. 读取文件

使用fscanf、fgetc、fgets等函数从文件中读取数据。

• fscanf：格式化读取，类似于scanf。
• fgetc：读取一个字符。
• fgets：读取一行字符串。

#include <stdio.h>#define MAX_LINE 100int main() {FILE *file;char line[MAX_LINE];file = fopen("example.txt", "r"); // 打开文件以读取if (file == NULL) {perror("打开文件失败");return 1;}while (fgets(line, MAX_LINE, file) != NULL) { // 逐行读取文件printf("%s", line); // 输出读取到的行}fclose(file);return 0;
}

4. 关闭文件

使用fclose函数关闭文件。在文件读写操作完成后，一定要关闭文件，以释放系统资源。

5. 文件读写模式

fopen函数的第二个参数指定了文件的打开模式，常用的模式有：

• "r"：只读模式，文件必须存在。
• "w"：只写模式，如果文件不存在则创建，如果文件存在则清空文件内容。
• "a"：追加模式，如果文件不存在则创建，如果文件存在则在文件末尾追加内容。
• "r+"：读写模式，文件必须存在。
• "w+"：读写模式，如果文件不存在则创建，如果文件存在则清空文件内容。
• "a+"：读写模式，如果文件不存在则创建，如果文件存在则在文件末尾追加内容，并且可以读取文件内容。

还有其他的模式选项，比如二进制模式"b"（在某些系统上用于区分文本和二进制文件）。例如，"rb"表示以二进制只读模式打开文件。

6. 错误处理

在文件操作中，应该始终检查fopen的返回值以确保文件成功打开。如果fopen返回NULL，应该使用perror或strerror等函数来打印错误信息。同样，在读取或写入文件时也应该检查相应的返回值以确保操作成功。

二、常见问题

在使用C语言进行文件读写时，可能会遇到一些常见问题。以下是一些常见问题及其详细案例代码：

1. 文件打开失败

当尝试打开一个不存在的文件，或者由于其他原因（如权限问题）无法打开文件时，fopen会返回NULL。

案例代码：

#include <stdio.h>
#include <errno.h>
#include <string.h>int main() {FILE *file;file = fopen("nonexistent_file.txt", "r");if (file == NULL) {fprintf(stderr, "打开文件失败: %s\n", strerror(errno));return 1;}// ... 文件操作 ...fclose(file);return 0;
}

2. 文件读写错误

在读写文件时，如果发生错误（如磁盘空间不足、文件被截断等），相关的函数（如fread, fwrite）会返回一个与预期不符的值。

案例代码（写入错误）：

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>int main() {FILE *file;char buffer[1024] = "这是一些要写入的数据...";size_t bytes_written;file = fopen("example.txt", "w");if (file == NULL) {perror("打开文件失败");return 1;}bytes_written = fwrite(buffer, sizeof(char), sizeof(buffer), file);if (bytes_written != sizeof(buffer)) {fprintf(stderr, "写入文件时发生错误，只写入了%zu字节\n", bytes_written);}fclose(file);return 0;
}

案例代码（读取错误）：

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>#define BUFFER_SIZE 1024int main() {FILE *file;char buffer[BUFFER_SIZE];size_t bytes_read;file = fopen("example.txt", "r");if (file == NULL) {perror("打开文件失败");return 1;}bytes_read = fread(buffer, sizeof(char), BUFFER_SIZE, file);if (ferror(file)) {fprintf(stderr, "读取文件时发生错误\n");clearerr(file); // 清除错误标志和结束标志}// 处理读取到的数据...fclose(file);return 0;
}

3. 文件读写位置

默认情况下，文件读写操作是从文件的开始位置进行的。但是，可以使用fseek函数来移动文件读写位置。

案例代码：

#include <stdio.h>int main() {FILE *file;char buffer[10];file = fopen("example.txt", "r+"); // 以读写模式打开文件if (file == NULL) {perror("打开文件失败");return 1;}// 假设文件内容是 "Hello, World!"// 移动到文件的第7个字节处（'W'的位置）if (fseek(file, 6, SEEK_SET) != 0) { // SEEK_SET表示从文件开始位置计算偏移量perror("fseek失败");fclose(file);return 1;}// 读取接下来的3个字节if (fread(buffer, sizeof(char), 3, file) != 3) {perror("fread失败");} else {printf("读取到的内容是: %s\n", buffer); // 输出 "Wor"}fclose(file);return 0;
}

4. 缓冲区刷新

在C语言中，当使用printf、fprintf等函数向文件或标准输出（如控制台）写入数据时，这些数据首先会被写入到一个内部缓冲区中，而不是直接写入到文件或输出设备。这种缓冲机制是为了提高I/O效率，因为将数据写入缓冲区通常比直接写入到设备要快得多。然而，在某些情况下，你可能希望立即将数据从缓冲区刷新（flush）到目标设备。

在文件I/O中，你可以使用fflush函数来刷新文件缓冲区。fflush函数接受一个文件指针作为参数，并将该指针指向的文件的所有未写入的数据立即写入到文件中。如果参数是NULL，则fflush会刷新所有打开的文件流。

下面是一个使用fflush刷新文件缓冲区的示例代码：

#include <stdio.h>int main() {FILE *file;// 打开文件以写入file = fopen("example.txt", "w");if (file == NULL) {perror("打开文件失败");return 1;}// 写入一些数据到缓冲区fprintf(file, "Hello, World!\n");// 刷新缓冲区，将数据立即写入到文件if (fflush(file) != 0) {perror("刷新文件缓冲区失败");fclose(file);return 1;}// 写入更多的数据到缓冲区fprintf(file, "This is another line.\n");// 关闭文件，这也会隐式地刷新缓冲区fclose(file);return 0;
}

在上面的示例中，我们首先使用fprintf函数将一些数据写入到文件缓冲区中。然后，我们调用fflush(file)来立即将这些数据从缓冲区刷新到文件中。之后，我们又写入了更多的数据到缓冲区，但这次我们没有显式地调用fflush，而是在最后关闭文件时，缓冲区会被隐式地刷新。

需要注意的是，关闭文件（使用fclose函数）也会刷新该文件的缓冲区。因此，如果你确信在文件操作完成后会关闭文件，那么通常不需要显式地调用fflush。然而，在某些情况下，你可能希望在关闭文件之前立即看到写入的数据，这时就可以使用fflush函数来刷新缓冲区。

三、相关链接

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