C语言 | 文件操作详解与实战示例

🧩 C语言 | 文件操作详解与实战示例

✍️ 作者：凡间的八戒

🗓️ 时间：2025-11-12

🏷️ 标签：C语言、文件操作、IO流、fopen、fread、feof、ferror

🧠 前言

在 C 语言学习中，"文件操作"是非常关键的部分。

它赋予程序数据持久化的能力，让我们从屏幕输入输出走向真实的数据存储。

本文将带你全面掌握文件操作的核心内容，包含：

文件概念与类型
打开与关闭
文本与二进制存储方式
顺序/随机读写
缓冲区机制
feof 与 ferror 的区别（重点）

一、为什么使用文件？

内存中的数据是临时的 ，程序退出后会被清除。

若想让数据长期保存，就必须将其写入磁盘文件。

📘 例如：

游戏存档
程序日志
用户配置

这些都是通过文件实现数据持久化的典型场景。

二、什么是文件？

在程序设计中，文件分为两类：

类型	说明
程序文件	存放源代码（.c）、目标文件（.obj）、可执行文件（.exe）
数据文件	存放程序运行时需要读写的数据

三、文本文件与二进制文件

文件类型	存储形式	可读性	示例
文本文件	ASCII 编码	可直接阅读	`.txt`
二进制文件	内存原始格式	不可直接阅读	`.bin`

📘 示例：

c 复制代码

#include <stdio.h>

int main() {
    int a = 10000;
    FILE* pf = fopen("test.txt", "wb");
    fwrite(&a, 4, 1, pf); // 二进制写入
    fclose(pf);
    return 0;
}

四、文件的打开与关闭

打开与关闭函数

c 复制代码

FILE* fopen(const char* filename, const char* mode);
int fclose(FILE* stream);

打开模式速查表

模式	含义	文件不存在时
"r"	只读文本	出错
"w"	只写文本	新建
"a"	追加写文本	新建
"rb"	只读二进制	出错
"wb"	只写二进制	新建
"ab"	追加二进制	新建
"r+"	读写文本	出错
"w+"	读写文本（重建）	新建

📘 示例：

c 复制代码

#include <stdio.h>
int main() {
    FILE* pFile = fopen("myfile.txt", "w");
    if (pFile != NULL) {
        fputs("fopen example", pFile);
        fclose(pFile);
    }
    return 0;
}

五、文件的顺序读写

函数	功能
fgetc	读取单个字符
fputc	写入单个字符
fgets	读取一行
fputs	写入一行
fscanf	格式化读取
fprintf	格式化输出
fread	二进制读取
fwrite	二进制写入

📘 这些函数既可用于文件，也可用于标准流（stdin/stdout）。

六、文件的随机读写

fseek：移动文件指针

c 复制代码

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

ftell：返回当前位置

c 复制代码

long ftell(FILE* stream);

rewind：返回文件头

c 复制代码

rewind(FILE* stream);

📘 示例：

c 复制代码

#include <stdio.h>
int main() {
    FILE* pFile = fopen("example.txt", "wb");
    fputs("This is an apple.", pFile);
    fseek(pFile, 9, SEEK_SET);
    fputs(" sam", pFile);
    fclose(pFile);
    return 0;
}

七、文件读取结束的判断（重点）

在文件操作中，经常要判断文件是否读取完毕或发生错误。

这就需要使用 feof() 与 ferror() ------ 它们看似相似，实则完全不同！

🧩 点击展开 | feof() 与 ferror() 的区别详解

🔹 feof ------ 判断是否到达文件末尾

c 复制代码

int feof(FILE *stream);

当上一次读操作到达文件结尾时返回非0。
必须先读取再判断，否则不会触发。

📘 错误示例：

c 复制代码

while (!feof(fp)) { // ❌ 会多读一次
    fscanf(fp, "%d", &x);
    printf("%d\n", x);
}

📘 正确写法：

c 复制代码

while (fscanf(fp, "%d", &x) == 1)
    printf("%d\n", x);

if (feof(fp))
    printf("文件读取完毕\n");

🔹 ferror ------ 判断是否发生读写错误

c 复制代码

int ferror(FILE *stream);

当发生 磁盘错误、权限不足或设备异常 时返回非0。

📘 示例：

c 复制代码

FILE* fp = fopen("test.txt", "r");
if (!fp) {
    perror("打开失败");
    return 1;
}

int c;
while ((c = fgetc(fp)) != EOF)
    putchar(c);

if (ferror(fp))
    puts("❌ 文件读写错误！");
else if (feof(fp))
    puts("✅ 文件正常结束。");

fclose(fp);

🔹 区别总结表

函数	判断内容	触发时机	用途	是否自动清除
feof	到达文件尾	读到EOF后	判断读取结束	否
ferror	发生错误	I/O异常后	判断设备问题	否

📘 可使用：

c 复制代码

clearerr(FILE* stream);

清除错误与EOF状态。

🔹 对比示例

c 复制代码

#include <stdio.h>
int main(void) {
    FILE* fp = fopen("demo.txt", "r");
    if (!fp) {
        perror("文件打开失败");
        return 1;
    }

    int c;
    while ((c = fgetc(fp)) != EOF)
        putchar(c);

    if (ferror(fp))
        printf("读取错误！\n");
    else if (feof(fp))
        printf("文件读取完毕。\n");

    fclose(fp);
    return 0;
}

🧠 总结一句话：

feof() 判断文件是否读完；

ferror() 判断是否出错；

二者互不替代，千万别混淆！

八、文件缓冲区机制

C语言使用缓冲文件系统 来提升读写性能。

写入时数据先进入缓冲区，待缓冲满或 fflush() / fclose() 调用后才真正写入磁盘。

📘 示例：

c 复制代码

#include <stdio.h>
#include <windows.h>

int main() {
    FILE* pf = fopen("test.txt", "w");
    fputs("abcdef", pf);
    printf("睡眠10秒，此时文件内容未写入。\n");
    Sleep(10000);
    fflush(pf);
    printf("刷新缓冲区后写入成功。\n");
    fclose(pf);
    return 0;
}

九、总结与学习建议

✅ 核心要点：

文件操作基本步骤：fopen → 读写 → fclose
文本与二进制的本质区别在于存储形式
判断结束不要直接用 feof()
养成使用 fflush() 或 fclose() 的好习惯

💡 建议练习：

设计一个"学生成绩保存系统"；
用 fseek() 实现随机修改；
手动触发 I/O 错误测试 ferror()。