【C语言进阶】给数据一个“家”：从零开始掌握文件操作

[1. 文本文件 vs 二进制文件：存 10000 的两种姿势](#1. 文本文件 vs 二进制文件：存 10000 的两种姿势)

[2. 文件的"生老病死"：打开与关闭](#2. 文件的“生老病死”：打开与关闭)

[2.1 核心指针：FILE*](#2.1 核心指针：FILE*)

[2.2 fopen 与 fclose](#2.2 fopen 与 fclose)

[3. 读写函数的"全家桶"](#3. 读写函数的“全家桶”)

[💡 重点推荐：fprintf / fscanf](#💡 重点推荐：fprintf / fscanf)

[💡 序列化神器：sprintf / sscanf](#💡 序列化神器：sprintf / sscanf)

[4. 文件的"随机穿越"：fseek 与 ftell](#4. 文件的“随机穿越”：fseek 与 ftell)

[5. 经典面试坑：feof 的误用](#5. 经典面试坑：feof 的误用)

[6. 为什么需要缓冲区？](#6. 为什么需要缓冲区？)

[📝 总结](#📝 总结)

前言：

写了这么久代码，不知道你有没有和我一样的苦恼：

辛辛苦苦在控制台输入了一堆学生成绩，程序一关，数据全没了。下次运行还得重新输一遍。

以前我们的数据都在内存里，内存是"健忘"的，断电即失。今天我们要学习文件操作 ，把数据存到硬盘里，实现数据的持久化 。

1. 文本文件 vs 二进制文件：存 10000 的两种姿势

文件在硬盘上都是二进制存的，但根据组织形式，我们把文件分为文本文件 和二进制文件 。

举个经典的栗子：整数 10000。

文本形式： 把它看作字符 '1','0','0','0','0'。每个字符占 1 字节，共占用 5 个字节。
二进制形式： 直接存它的二进制补码。在 32 位系统下，int 占 4 个字节 (10 27 00 00，小端存储)。

结论： 二进制通常更省空间，但文本文件肉眼可读。

2. 文件的"生老病死"：打开与关闭

操作文件就三步走：打开 -> 读写 -> 关闭。

2.1 核心指针：FILE*

每个被使用的文件在内存中都有一个"文件信息区"，用来存放文件名、状态、位置等。这个区域由系统声明为 FILE 结构体。我们通过 FILE* 指针来维护它。

2.2 fopen 与 fclose

复制代码

// 打开文件
FILE* fopen(const char* filename, const char* mode);
// 关闭文件
int fclose(FILE* stream);

⚠️ 避坑指南：

路径： 可以是绝对路径，也可以是相对路径。
判空： 打开失败会返回 NULL，一定要检查返回值！
模式： w 会清空文件（慎用！），a 是追加，r 是只读。如果是二进制文件，记得加上 b（如 wb, rb）。

3. 读写函数的"全家桶"

C 语言提供了一堆读写函数，我把它们整理成了表格，方便记忆：

功能	函数名 (读/写)	适用对象	备注
单个字符	`fgetc` / `fputc`	所有流	就像 `getchar`/`putchar` 的文件版
文本行	`fgets` / `fputs`	所有流	读文本最常用，读到 `\n` 或满 buffer 为止
格式化	`fscanf` / `fprintf`	所有流	就像 `scanf`/`printf`，能处理结构体
二进制块	`fread` / `fwrite`	文件流	直接读写内存块，效率高，虽然肉眼看不懂

💡 重点推荐：fprintf / fscanf

这两个函数简直是神技。如果你有一个结构体：

复制代码

struct Stu { char name[20]; int age; float score; };

用 fprintf(fp, "%s %d %f", s.name, s.age, s.score) 就能直接把结构体格式化写进文件，非常方便。

💡 序列化神器：sprintf / sscanf

这两个家伙不操作文件，它们操作字符串。

sprintf：把结构体变成字符串（序列化）。
sscanf：把字符串还原成结构体（反序列化）。在做网络传输或日志记录时，这俩函数非常有用。

4. 文件的"随机穿越"：fseek 与 ftell

谁说读文件只能从头读到尾？我们可以像进度条一样随意拖动。

fseek： 定位文件指针。

C
复制代码
```
int fseek(FILE* stream, long offset, int origin);
```
origin 有三种：SEEK_SET (开头), SEEK_CUR (当前), SEEK_END (末尾) 。
ftell： 告诉我当前指针在哪（偏移量）。
rewind： 一键回到开头。

5. 经典面试坑：feof 的误用

很多同学（包括以前的我）喜欢这样写循环：

复制代码

// ❌ 错误写法
while (!feof(fp)) {
    fscanf(fp, ...);
}

千万别这么写！

feof 的作用是：当文件读取结束了，用来判断是因为"读到了末尾"结束的，还是因为"读取出错"结束的 。它不应该用来作为循环停止的条件。正确的判断应该基于 fgetc 或 fscanf 的返回值。

6. 为什么需要缓冲区？

你有没有想过，为什么我们用 fwrite 写数据，不是写一个字节硬盘就动一下？

那样硬盘早就挂了。

C 语言采用缓冲文件系统。

输出缓冲区： 内存里的数据先堆到缓冲区，装满了或者遇到 fflush / fclose 时，才一起送到硬盘。
输入缓冲区： 从硬盘一次读一堆数据到缓冲区，程序再从缓冲区里拿。

实战教训： 如果你写了数据但还没 fclose，程序突然崩了，数据可能会丢失！因为它们还卡在缓冲区里没送出去。所以，文件操作完一定要记得 fclose，它不仅关闭文件，还会自动刷新缓冲区。

📝 总结

文件操作是 C 语言与外部世界沟通的桥梁。

选对模式： 文本用文本流，图片/视频用二进制流 (rb, wb)。
选对函数： 存配置信息用 fprintf，存大量数据用 fwrite。
善后工作： 永远记得 fclose，防止内存泄漏和数据丢失。