【C语言】C语言文件操作指南

C语言文件操作指南

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1. 文件打开与关闭

1.1 fopen() 模式参数详解

模式字符串	描述	文件存在	文件不存在
“r” / “rb”	只读模式	打开	失败
“w” / “wb”	写入模式（清空内容）	清空	创建
“a” / “ab”	追加模式	追加	创建
“r+”	可读可写（不截断）	打开	失败
“w+”	可读可写（清空内容）	清空	创建
“a+”	可读可追加（写入时自动定位到文件末尾）	打开	创建

安全打开示例：

FILE *fp = fopen("data.dat", "rb+");
if (NULL == fp) {
    perror("文件打开失败");
    exit(EXIT_FAILURE);
}

1.2 fclose() 返回值说明

返回值	含义	处理建议
0	关闭成功	无需处理
EOF	关闭失败	检查文件是否被其他进程占用

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2. 文件读写位置控制

2.1 定位函数对比

函数	功能	典型应用场景	注意事项
ftell()	获取当前文件位置	记录断点位置	返回值类型为long
fseek()	设置文件位置	随机访问文件	二进制/文本模式行为不同
rewind()	重置到文件开头	重新读取文件	等价于fseek(fp, 0, SEEK_SET)

文件大小获取技巧：

long get_file_size(FILE *fp) {
    fseek(fp, 0L, SEEK_END);
    long size = ftell(fp);
    rewind(fp);
    return size;
}

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3. 字符级文件操作

3.1 fgetc() / fputc() 参数说明

函数	参数类型	返回值	典型错误值
fgetc()	FILE*	读取的字符(0-255)	EOF(-1)
fputc()	int, FILE*	写入的字符	EOF

安全拷贝示例：

int ch;
while ((ch = fgetc(src)) != EOF) {
    if (fputc(ch, dest) == EOF) {
        perror("写入失败");
        break;
    }
}

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4. 行级文件操作

4.1 fgets() 参数详解

参数	作用	注意事项
str	存储读取内容的缓冲区	必须预先分配内存
size	缓冲区大小	包含终止符的空间
stream	文件指针	需确保已正确打开

安全读取示例：

char buffer[256];
while (fgets(buffer, sizeof(buffer), fp)) {
    buffer[strcspn(buffer, "\n")] = '\0'; // 去除换行符
    // 处理逻辑
}

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5. 格式化文件操作

5.1 fprintf() 格式说明符

格式符	类型	示例
%d	int	fprintf(fp, “%d”, 42)
%f	float/double	fprintf(fp, “%.2f”, 3.1415)
%s	字符串	fprintf(fp, “%s”, “Hello”)
%p	指针地址	fprintf(fp, “%p”, ptr)

结构化数据存储：

typedef struct {
    int id;
    char name[20];
    float score;
} Student;

Student s = {101, "Alice", 95.5};
fprintf(fp, "%04d|%-20s|%05.2f\n", s.id, s.name, s.score);

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6. 块级文件操作

6.1 fread() / fwrite() 参数解析

参数	说明	典型用法
ptr	数据缓冲区地址	结构体指针/数组首地址
size	单个元素字节数	sizeof(DataType)
nmemb	元素数量	数组长度
stream	文件指针	需以二进制模式打开

二进制数据存储示例：

#define MAX_ITEMS 100
typedef struct {
    int id;
    char name[30];
    double price;
} Product;

Product inventory[MAX_ITEMS];
size_t items_written = fwrite(inventory, sizeof(Product), MAX_ITEMS, fp);

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7. 文件状态与元数据

7.1 stat 结构体关键字段

字段	类型	描述
st_size	off_t	文件大小（字节）
st_mode	mode_t	文件类型和权限
st_mtime	time_t	最后修改时间
st_uid	uid_t	所有者用户ID
st_gid	gid_t	所有者组ID

文件类型判断宏：

S_ISREG(st.st_mode)  // 常规文件
S_ISDIR(st.st_mode)  // 目录
S_ISCHR(st.st_mode)  // 字符设备

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8. 其他实用函数

8.1 文件管理函数对比

函数	功能	返回值	跨平台性
remove()	删除文件	0成功，-1失败	通用
rename()	重命名/移动文件	0成功，-1失败	路径规则不同
tmpfile()	创建临时文件	FILE指针/NULL	C标准保证

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9. 最佳实践总结

9.1 文件操作黄金法则

1. 始终检查返回值：所有文件操作函数都应检查返回值
2. 明确打开模式：根据需求选择正确的模式字符串
3. 二进制优先原则：处理非文本数据时使用"b"模式
4. 及时关闭文件：使用后立即关闭释放资源
5. 缓冲区管理：合理设置缓冲区大小（推荐4K对齐）

9.2 错误处理规范

FILE *fp = fopen("data.dat", "rb");
if (NULL == fp) {
    fprintf(stderr, "[错误代码 %d] %s: %s\n", 
            errno, strerror(errno), "data.dat");
    exit(EXIT_FAILURE);
}

if (fclose(fp) == EOF) {
    perror("文件关闭失败");
}

9.3 性能优化策略

策略	适用场景	效果
批量读写（fread/fwrite）	大数据量处理	减少系统调用次数
内存映射	超大文件随机访问	避免多次I/O操作
缓冲区设置	高频小数据操作	减少物理写入次数

最后提醒：

文件操作是系统编程的基础，遵循以下原则可避免常见问题：

• 使用绝对路径时注意平台差异（Windows/Linux）
• 处理用户输入路径时进行规范化
• 敏感文件操作添加权限检查
• 长期运行程序定期刷新缓冲区（fflush()）