C语言文件操作

1、为什么使用文件

2、什么是文件

3、二进制文件和文本文件

4、文件的打开和关闭

5、文件的顺序

6、文件的随机读写

7、文件读取结束的判定

8、文件缓冲区

int main()

{

int a = 0;

scanf("%d", &a); // 这个就是将输入的数字放入文件中

printf("%d\n", a);

return 0;

}

一、问什么使用文件

• 内存数据断电丢失，文件可永久保存数据；
• 方便数据重复读取、批量处理；
• 实现多程序数据共享。

二、什么是文件

磁盘（硬盘）上的文件是文件，但是在程序设计中，我们一般谈到的文件有两种：程序文件、数据文件

程序文件：

源程序文件（.c）

• 后缀：.c

  目标文件（.obj / .o）

• 后缀：Windows 下.obj，Linux 下.o

  可执行文件（.exe）

• 后缀：Windows 系统下 .exe

数据文件

专门用来存放程序运行所需数据的文件，不包含代码指令。作用：给程序提供输入数据、保存程序运行结果，实现数据长久存储。

本章讨论的是数据文件

在以前各章所处理数据的输入和输出都是以终端为对象的，即从终端的键盘输入数据并行结果显示在显示器上，其实有的时候我们会把信息输出到磁盘上，当需要的时候再从磁盘上把数据读到内存中，使用这里处理的就是磁盘上的文件。

文件名：

一个文件要有一个唯一的文件标识，以便用户识别和引用。文件名包含三个部分，**文件路径 + 文件名主干 + 文件后缀（扩展名）；例如：**E:\project\main.c为了方便起见，文件标识常被称为文件名。

二进制文件和文本文件

文本文件（ASCII 文件）

1. 存储规则

把每一个字符 按它对应的 ASCII 码 存储，内容就是我们能看懂的文字、数字、符号。

2. 特点

1. 可用记事本、写字板直接打开阅读、编辑；
2. 以 \n、EOF(-1) 作为结束标志；
3. 占用空间略大，读写速度稍慢；
4. 适合存放文字、普通数据。

二进制文件

1. 存储规则

数据直接按照内存中的二进制原样保存，不转换成 ASCII 字符。

2. 特点

1. 记事本打开显示乱码，只能由对应程序读取；
2. 存储紧凑、占用空间小、读写速度快；
3. 原样保存变量、结构体、数组，适合存大批量数据、自定义类型；
4. 没有专门的换行分隔符。

流和标准流

流

我们程序的数据需要输出到各种外部设备，也需要从外部设备获取数据，不同的外部设备的输入、输出操作各不相同，为了方便程序员对各种设备进行方便的操作，我们抽象出了流的概念。我们可以把流想象成流淌着的字符的河流。c 程序针对文件、画面、键盘等的数据输入，输出的操作都是通过流操作的，一般情况下我们想要向流里写数据，或者从流中读取数据，都要打开流，然后操作。

标准流

那为什么我们从键盘输入数据，向屏幕上输出数据并没有打开流？那是因为 c 语言程序在启动的时候默认打开了三个流：

• stdin 标准输入流 → 绑定键盘，scanf函数就是从标准输入流中读取数据的
• stdout 标准输出流 → 绑定显示器，printf函数就是将信息输出到标准输出流中
• stderr 标准错误流 → 绑定显示器，大多数环境中输出到显示器界面

这默认打开了这三个流，我们使用 scanf、printf 的函数就可以直接进行输入，输出操作的。stdin、stdout、stder三个流是类型是：FILE*，通常称为文件指针。 C 语言通过 FILE 文件指针 管理流。

文件的打开和关闭

文件在读写之前应该先打开文件，在使用结束之后应该关闭文件。在编写程序的时候，在打开文件的同时都会返回一个 FILE*的指针变量指向该文件，也相当于建立了指针和文件的关系。

fclose

语法：int fclose ( FILE * stream );

• 头文件：#include <stdio.h>
• 形参：文件指针 （必须是已经通过 fopen 成功打开的指针）
• 返回值：
  • 关闭成功 ：返回 0
  • 关闭失败 ：返回 非 0 值

功能 关闭形参 stream 所关联的文件，解除文件指针和文件之间的关联。

1. 解除内部缓冲区与流的绑定；
2. 刷新输出缓冲区 ：缓冲区里还没写到磁盘的数据，全部写入文件（防止数据丢失）；
3. 清空输入缓冲区：缓冲区中还未读取的数据，直接丢弃。

1. 参数 ：FILE * 类型的流 / 文件指针。
2. 返回值 ：成功返回 0，失败返回非 0 值。

文件的顺序读写：

表格

函数名	函数原型	核心功能	关键参数	返回值	高频考点
fopen	FILE *fopen (char *filename, char *mode);	打开文件，建立文件指针与文件的关联	filename：文件路径 / 名 mode：打开方式	成功：返回文件FILE*指针 失败：返回NULL	必须判断打开是否成功；路径转义符\\；打开方式的选用
fclose	int fclose (FILE *stream);	关闭文件，解除指针与文件的关联，刷新缓冲区	stream：已打开的文件指针	成功：返回0 失败：返回非 0 值	必须配合fopen使用；防止数据丢失；释放系统资源
fprintf	int fprintf (FILE*stream, char *format, 输出列表);	文本文件顺序写入，按格式将内存数据写入文件	stream：文件指针format：格式控制串	成功：返回写入的字符数 失败：返回负数	文本文件写专用；用法和printf几乎一致，仅多文件指针参数
fscanf	int fscanf (FILE*stream, char *format, 地址列表);	文本文件顺序读取，从文件读取数据存入内存变量	stream：文件指针format：格式控制串	成功：返回成功读取的变量数失败 / 到文件尾：返回EOF	文本文件读专用；变量必须加&；和scanf用法一致
fwrite	int fwrite (void *ptr, int size, int count, FILE *stream);	二进制文件顺序写入，按字节块写入数据	ptr：数据首地址size：单个数据字节数count：数据个数	成功：返回实际写入的完整数据块数	二进制文件写专用；适合数组 / 结构体 / 大批量数据
fread	int fread (void *ptr, int size, int count, FILE *stream);	二进制文件顺序读取，按字节块读取数据	ptr：接收数据的内存地址其余参数同fwrite	成功：返回实际读取的完整数据块数	二进制文件读专用；和fwrite配对使用

表格

流名称	系统预设指针	对应设备	核心作用	常用函数
标准输入流	stdin	键盘	从键盘读取数据，输入到程序中	scanf、getchar、fscanf(stdin,...)
标准输出流	stdout	显示器	把程序数据输出到屏幕上	printf、putchar、fprintf(stdout,...)
标准错误流	stderr	显示器	专门输出程序的错误、警告信息	报错提示专用

表格

打开方式	含义	核心规则	适用场景
r	只读（文本文件）	文件必须存在，否则打开失败；只能读，不能写	读取已有的文本文件数据
w	只写（文本文件）	文件不存在则新建；文件存在则清空原有全部内容，再写入	新建文本文件、覆盖原有文件内容
a	追加（文本文件）	文件不存在则新建；文件存在则在末尾续写内容，不覆盖原有数据	在已有文本文件末尾添加新内容
rb	只读（二进制文件）	同r，仅针对二进制文件	读取已有的二进制文件数据
wb	只写（二进制文件）	同w，仅针对二进制文件	新建 / 覆盖二进制文件
ab	追加（二进制文件）	同a，仅针对二进制文件	在二进制文件末尾续写内容

feof和ferror

表格

函数	原型	功能	返回值	使用场景
feof	int feof(FILE *fp);	判断是否到达文件末尾	到文件尾：返回非 0 未到尾：返回0	循环读文件，判断是否读完
ferror	int ferror(FILE *fp);	判断文件读写是否出错	出错：返回非 0 正常：返回0	检测读写过程

fputs和fgets

表格

函数	功能	原型	适用文件	核心特点
fputs	向文件写入字符串	int fputs(char *str, FILE *fp);	文本文件	不自动加换行、\0 不写入文件
fgets	从文件读取字符串	char *fgets(char *str, int n, FILE *fp);	文本文件	最多读 n-1 个字符；读到 \n 会一并存入；遇文件尾返回NULL

规则总览

1. 正常读到 换行符 \n ：
   • 只要还没读满 n-1 位，会把 \n 一并存入数组；
   • 然后自动追加 \0 作为字符串结束。
2. 未遇到 \n，但字符数达到 n-1：
   • 停止读取，不接收后续字符，也不收 \n；
   • 末尾直接补 \0。
3. 读到文件末尾：返回 NULL。

对比一组函数

一、输入类函数对比（scanf /fscanf/sscanf）

表格

函数名称	核心功能	标准函数原型	核心输入源	适用场景	核心特点	返回值规则	高频考点 / 易错点
scanf	从标准输入流读取格式化数据	int scanf (const char *format, 地址列表);	键盘（终端）	日常程序的终端手动输入、控制台数据读取	1. 系统自动打开标准输入流，无需手动开关 2. 输入数据以空格 / 回车 / 制表符分隔 3. 是最基础、最常用的输入函数	成功：返回成功读取的变量个数 失败 / 输入结束：返回 EOF(-1)	1. 读取变量必须加取地址符&（最常考易错点） 2. 格式符必须与变量类型严格匹配 3. 无法读取带空格的完整字符串
fscanf	从文件流读取格式化数据	int fscanf (FILE *fp, const char *format, 地址列表);	磁盘文本文件	从已打开的文本文件中读取数据、文件内容解析	1. 必须先通过fopen打开文件，获取有效文件指针fp 2. 用法与scanf几乎完全一致，仅多 1 个文件指针参数3. 按文件内容顺序读取，文件指针自动后移	成功：返回成功读取的变量个数 失败 / 到文件末尾：返回 EOF(-1)	1. 必须先判断文件是否打开成功（fp == NULL） 2. 仅适用于文本文件，二进制文件不推荐使用 3. 读取结束后必须用fclose关闭文件
sscanf	从内存字符串中读取格式化数据	int sscanf (const char *str, const char *format, 地址列表);	内存中的字符数组 / 字符串常量	字符串解析、从已有字符串中提取指定格式数据、字符串拆分	1. 输入源是内存里的字符串，不涉及键盘 / 文件操作 2. 不会修改原字符串，仅从其中读取数据3. 可实现复杂的字符串格式提取，是字符串处理高频函数	成功：返回成功读取的变量个数 失败 / 字符串结束：返回 EOF(-1)	1. 第一个参数是字符串首地址，不是文件指针 2. 原字符串必须以\0结尾，否则会读取越界 3. 常与sprintf配对使用，实现字符串的格式化读写

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二、输出类函数对比（printf /fprintf/sprintf）

表格

函数名称	核心功能	标准函数原型	核心输出目标	适用场景	核心特点	返回值规则	高频考点 / 易错点
printf	向标准输出流输出格式化数据	int printf(const char *format, 输出列表);	显示器（终端屏幕）	日常程序的控制台结果输出、调试信息打印	1. 系统自动打开标准输出流，无需手动开关 2. 是最基础、最常用的输出函数 3. 输出内容直接显示在终端屏幕上	成功：返回成功输出的字符总数 失败：返回负数	1. 格式符必须与输出变量类型严格匹配2. 输出字符串时，数组名 / 指针无需加&3. 可通过\n实现换行、\t实现制表对齐
fprintf	向文件流输出格式化数据	int fprintf(FILE *fp, const char *format, 输出列表);	磁盘文本文件	向已打开的文本文件写入数据、生成带格式的文本文件	1. 必须先通过fopen打开文件，获取有效文件指针fp 2. 用法与printf几乎完全一致，仅多 1 个文件指针参数 3. 按顺序写入文件，文件指针自动后移	成功：返回成功写入的字符总数 失败：返回负数	1. 必须先判断文件是否打开成功（fp == NULL） 2. 仅适用于文本文件，二进制文件不推荐使用 3. 写入结束后必须用fclose关闭文件，否则数据可能丢失
sprintf	向内存字符串输出格式化数据	int sprintf (char *str, const char *format, 输出列表);	内存中的字符数组	字符串拼接、格式化生成新字符串、数字转字符串、字符串组装	1. 输出目标是内存里的字符数组，不涉及屏幕 / 文件操作 2. 自动在生成的字符串末尾添加结束符\0 3. 可实现复杂的字符串格式化拼接，是字符串处理高频函数	成功：返回成功写入的字符总数 （不含末尾的\0）失败：返回负数	1. 第一个参数是目标字符数组首地址，不是文件指针 2. 目标数组必须足够大，否则会造成缓冲区溢出（核心易错点） 3. 常与sscanf配对使用，实现字符串的格式化读写

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文件的随机读写

基本概念

1. 顺序读写：从文件开头往后依次读写，文件指针只能向后移动，不能跳转。
2. 随机读写 ：可人为移动文件指针，直接跳到文件任意位置读写，不用从头开始读。

• 核心：靠 文件位置指针定位
• 适用：二进制文件、结构体、数组（考试重点）

注意：随机读写一般搭配 二进制文件 （rb/wb），文本文件很少用。

表格

函数	功能	原型
fseek	移动文件位置指针（定位）	int fseek(FILE *fp, long offset, int origin);
ftell	获取当前指针距离文件开头的字节数	long ftell(FILE *fp);
rewind	把指针重置到文件开头	void rewind(FILE *fp);

1. rewind () 重置文件指针到开头

1）功能

将文件位置指针直接跳回文件起始位置。

2）语法

rewind(FILE *fp);

• 无返回值，无额外参数。

3）使用场景

读完一遍文件后，想从头再读一次 ，不用重新 fopen。

示例

rewind(fp);  // 指针回到文件开头

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2. ftell () 获取当前指针位置

1）功能

计算当前文件指针 距离文件首部的字节数，返回字节偏移量。

2）语法

long ftell(FILE *fp);

• 返回值：long 类型，当前偏移字节数。

3）典型用途

求文件总大小

// 1.指针移到文件末尾
fseek(fp, 0, SEEK_END);
// 2.获取总字节数
long size = ftell(fp);
printf("文件大小：%ld 字节\n", size);

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3. fseek () 重点（随机读写核心）

1）函数原型

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

三个参数逐个拆解（必背）

参数 1：FILE *fp

已打开的文件指针（一般二进制文件 rb/wb）

参数 2：long offset 偏移量

• 正数：向文件尾部 向后移动
• 负数：向文件头部 向前移动
• 单位：字节

参数 3：int origin 参考起点（三种固定宏，必须记）

表格

宏名	数值	参考位置
SEEK_SET	0	文件开头（最常用）
SEEK_CUR	1	当前指针位置
SEEK_END	2	文件末尾

2）组合写法（高频定位）

1. 从文件开头向后移 10 字节

   fseek(fp, 10, SEEK_SET);

2. 从当前位置向后移 5 字节

   fseek(fp, 5, SEEK_CUR);

3. 从文件末尾向前移 8 字节（读最后一段数据）

   fseek(fp, -8, SEEK_END);

4. 等价于 rewind（回到开头）

   fseek(fp, 0, SEEK_SET);

3）返回值

• 定位成功：返回 0
• 定位失败：返回 非 0 值

文件缓冲区