C语言文件操作学习笔记：从基础到实践

在C语言的知识体系中，文件操作是极为关键的一环，它赋予了程序存储和读取外部数据的能力，对于开发各类实用程序至关重要。近期，借助课程的学习，我对C语言文件操作进行了系统且深入的学习，下面将我的学习心得和收获进行分享。

一、文件操作基础概念

（一）文件类型

（二）文件指针

[（一） fseek 函数](#（一） fseek 函数)

[（二） rewind 函数](#（二） rewind 函数)

[（三） ftell 函数](#（三） ftell 函数)

五、学习感悟

一、文件操作基础概念

（一）文件类型

文件主要分为程序文件和数据文件。程序文件涵盖了可执行代码等内容，是程序运行的基础；数据文件则肩负着存储程序运行时所需处理或读取的数据的重任，常见的有文本文件和二进制文件。文本文件以字符形式存储数据，++便于人类阅读和编辑++ ；二进制文件则以二进制格式存储，++在存储和读取特定数据结构时效率更高。++

（二）文件指针

在C语言中， FILE* 类型的指针扮演着关键角色，它用于指向文件，是后续对文件进行各种操作的"桥梁"。例如：

cpp 复制代码

c

FILE* pf = fopen("data.txt", "r");

上述代码中，++pf 就是指向名为 data.txt 文件的指针， "r" 表示以只读方式打开文件。通过这个指针，我们可以对文件进行读取、写入等一系列操作。++

二、文件的打开与关闭

文件的打开和关闭是进行文件操作的基础步骤。打开文件使用 fopen 函数，若成功执行，该函数会返回文件指针；若失败，则返回 NULL 。因此，为了确保程序的健壮性，打开文件后必须进行错误判断。示例如下：

cpp 复制代码

c

#include <stdio.h>

int main() {

    FILE* pf = fopen("test.txt", "w");

    if (pf == NULL) {

        perror("fopen");

        return 1;

    }

    // 文件操作代码

    fclose(pf);

    pf = NULL;

    return 0;

}

关闭文件时，我们需要使用 fclose 函数，并将文件指针置为 NULL ，这样可以有效防止野指针的产生。另外，文件路径的指定方式有绝对路径和相对路径。绝对路径完整地指明了文件在系统中的位置，而相对路径则是相对于当前工作目录的位置描述，在实际应用中可根据具体情况灵活选择。

三、文件的顺序读写

（一）字符读写

fgetc 函数用于从文件流中逐个读取字符， fputc 函数则用于向文件流中写入字符。以下是一个向文件写入26个英文字母的示例：

cpp 复制代码

c

#include <stdio.h>

int main() {

    FILE* pf = fopen("data.txt", "w");

    if (pf == NULL) {

        perror("fopen");

        return 1;

    }

    for (int i = 'a'; i <= 'z'; i++) {

        fputc(i, pf);

    }

    fclose(pf);

    pf = NULL;

    return 0;

}

读取文件中的字符示例：

cpp 复制代码

c

#include <stdio.h>

int main() {

    FILE* pf = fopen("data.txt", "r");

    if (pf == NULL) {

        perror("fopen");

        return 1;

    }

    int ch;

    while ((ch = fgetc(pf)) != EOF) {

        printf("%c ", ch);

    }

    fclose(pf);

    pf = NULL;

    return 0;

}

（二）文本行读写

fgets 函数能够读取文本行，它会将读取到的内容存储到指定的字符数组中，并且会保留换行符（如果有）。 fputs 函数则用于输出文本行到文件或标准输出。示例如下：

cpp 复制代码

c

// 写入文本行

#include <stdio.h>

int main() {

    FILE* pf = fopen("test.txt", "w");

    if (pf == NULL) {

        perror("fopen");

        return 1;

    }

    char str[] = "Hello, world!\nThis is a test line.";

    fputs(str, pf);

    fclose(pf);

    pf = NULL;

    return 0;

}

cpp 复制代码

c

// 读取文本行

#include <stdio.h>

int main() {

    FILE* pf = fopen("test.txt", "r");

    if (pf == NULL) {

        perror("fopen");

        return 1;

    }

    char buffer[100];

    while (fgets(buffer, sizeof(buffer), pf) != NULL) {

        printf("%s", buffer);

    }

    fclose(pf);

    pf = NULL;

    return 0;

}

（三）格式化读写

fscanf 和 fprintf 函数类似于我们熟悉的 scanf 和 printf ，++不同之处在于它们是针对文件流进行格式化的输入和输出操作。++例如，向文件中格式化写入数据：

cpp 复制代码

c

#include <stdio.h>

struct Student {

    char name[20];

    int age;

};

int main() {

    FILE* pf = fopen("students.txt", "w");

    if (pf == NULL) {

        perror("fopen");

        return 1;

    }

    struct Student s = {"Tom", 20};

    fprintf(pf, "Name: %s, Age: %d", s.name, s.age);

    fclose(pf);

    pf = NULL;

    return 0;

}

从文件中格式化读取数据：

cpp 复制代码

c

#include <stdio.h>

struct Student {

    char name[20];

    int age;

};

int main() {

    FILE* pf = fopen("students.txt", "r");

    if (pf == NULL) {

        perror("fopen");

        return 1;

    }

    struct Student s;

    fscanf(pf, "Name: %s, Age: %d", s.name, &s.age);

    printf("Read: Name - %s, Age - %d\n", s.name, s.age);

    fclose(pf);

    pf = NULL;

    return 0;

}

（四）二进制读写

fread 和 fwrite 函数用于对文件进行二进制形式的读写，这在处理诸如结构体等复杂数据结构时非常实用。例如，将结构体数据以二进制形式写入文件：

cpp 复制代码

c

#include <stdio.h>

struct Point {

    int x;

    int y;

};

int main() {

    FILE* pf = fopen("points.bin", "wb");

    if (pf == NULL) {

        perror("fopen");

        return 1;

    }

    struct Point p = {10, 20};

    fwrite(&p, sizeof(struct Point), 1, pf);

    fclose(pf);

    pf = NULL;

    return 0;

}

从二进制文件中读取数据：

cpp 复制代码

c

#include <stdio.h>

struct Point {

    int x;

    int y;

};

int main() {

    FILE* pf = fopen("points.bin", "rb");

    if (pf == NULL) {

        perror("fopen");

        return 1;

    }

    struct Point p;

    fread(&p, sizeof(struct Point), 1, pf);

    printf("Read: x - %d, y - %d\n", p.x, p.y);

    fclose(pf);

    pf = NULL;

    return 0;

}

四、文件的随机读写

（一） fseek 函数

fseek 函数允许我们根据给定的偏移量和起始位置来灵活定位文件指针++。++++例如，将文件指针从文件末尾向后退3个字节：++

cpp 复制代码

#include <stdio.h>
int main() {
    FILE* pf = fopen("data.txt", "r+");
    if (pf == NULL) {
        perror("fopen");
        return 1;
    }
    fseek(pf, -3, SEEK_END);
    // 后续操作
    fclose(pf);
    pf = NULL;
    return 0;
}

（二） rewind 函数

rewind 函数的作用十分简洁明了，它能让文件指针迅速回到文件的起始位置，这对于需要重新读取文件内容的场景非常方便。示例如下：

cpp 复制代码

c

#include <stdio.h>

int main() {

    FILE* pf = fopen("data.txt", "r");

    if (pf == NULL) {

        perror("fopen");

        return 1;

    }

    // 读取部分内容

    // 让文件指针回到起始位置

    rewind(pf);

    fclose(pf);

    pf = NULL;

    return 0;

}

（三） ftell 函数

ftell 函数可以获取文件指针相对于起始位置的偏移量，这在需要了解当前读取或写入位置的情况下很有用。例如：

cpp 复制代码

c

#include <stdio.h>

int main() {

    FILE* pf = fopen("data.txt", "r");

    if (pf == NULL) {

        perror("fopen");

        return 1;

    }

    // 读取一些数据

    fgetc(pf);

    long offset = ftell(pf);

    printf("Current offset: %ld\n", offset);

    fclose(pf);

    pf = NULL;

    return 0;

}

五、学习感悟

通过这段时间对C语言文件操作内容的学习，我对文件操作有了更为全面和深入的认识。从最基础的文件打开与关闭，到多种类型的读写操作，再到随机读写的灵活运用，每一个知识点都相互关联，构成了一个完整的知识体系。

在实际编写代码的过程中，我也遇到了不少挑战。比如，由于对文件指针的使用不够熟练，导致程序出现错误；对某些读写函数的参数理解存在偏差，使得数据读写不符合预期。但通过不断地调试代码、查阅资料以及向老师和同学请教，这些问题都逐步得到了解决。

文件操作在实际项目中的应用场景极为广泛，无论是数据的持久化存储、配置文件的读取，还是日志文件的记录等，都离不开文件操作技术。因此，后续我还需要通过更多的实际项目和练习，来进一步熟练掌握这部分知识，提高自己在文件操作方面的编程能力，以便更好地应对未来开发工作中的各种需求。