【C语言】知识总结·文件操作
目录
一·文件的概念
二·文件的分类
1. 文本文件（Text Files）
2. 二进制文件（Binary Files）
三·文件操作的基本步骤
文件指针
打开文件（fopen 函数）
文件打开模式
关闭文件（fclose 函数）
四·文件的读写操作
1. 文本文件读写
字符读写（fgetc/fputc）
字符串读写（fgets/fputs）
格式化读写（fscanf/fprintf）
五·文件定位与随机访问
六·错误处理
七·文件缓冲区管理
八·文件操作的最佳实践
九·总结
前言：
在 C 语言里，文件操作是很重要的内容，主要用于对外部文件进行读写操作。下面为你详细介绍 C 语言文件操作的相关知识。
一·文件的概念
文件是存储在计算机外部介质（如硬盘、U盘等）上的数据集合，可以是文本文档、图像、音频等。在C语言中，文件被视为一系列字节的序列，可以进行读写操作。文件操作依赖于标准库 <stdio.h> 中定义的 FILE 结构体和相关函数。
二·文件的分类
根据文件内容和用途的不同，文件可以分为两类：
1. 文本文件（Text Files）
- 特点：由ASCII字符或其扩展集构成，可以使用文本编辑器打开。
- 读写方式：使用
fscanf、fprintf、getc、putc、fgets、fputs等函数进行读写。 - 缓冲机制：默认是行缓冲，即在遇到换行符时才进行实际的I/O操作。
- 优点：通用性强，易于阅读和编辑。
- 缺点：不适合存储二进制数据，如图像、音频等。
2. 二进制文件（Binary Files）
- 特点：以原始字节形式存储数据，如图像、音频、程序等。
- 读写方式：使用
fread、fwrite进行块读写。 - 缓冲机制：默认是块缓冲，适合处理大量数据。
- 优点：存储效率高，适合处理非文本数据。
- 缺点：无法直接用文本编辑器打开，且读写过程较为复杂。
三·文件操作的基本步骤
在C语言中，文件操作通常包括以下几个步骤：
- 定义文件指针：使用
FILE *类型的变量来表示文件。 - 打开文件：使用
fopen函数打开文件，指定文件名和打开模式。 - 读写文件：根据文件类型选择合适的读写函数（如
fprintf、fscanf、fread、fwrite）。 - 关闭文件：使用
fclose函数关闭文件，释放资源。
文件指针
在 C 语言中，进行文件操作要用到文件指针，它的类型是FILE*。文件指针就像一个 “桥梁”，通过它可以对文件进行各种操作。
FILE *fp; // 声明一个文件指针打开文件（fopen 函数）
FILE *fopen(const char *filename, const char *mode);filename指的是要打开的文件名称。
文件打开模式
mode表示文件的打开模式，常见的模式有以下几种："r"：以只读方式打开文件，要求文件必须已经存在。"w"：以写入方式打开文件，如果文件不存在就会创建一个新文件；如果文件已存在，则会清空文件内容。"a"：以追加方式打开文件，如果文件不存在会创建新文件，写入的数据会添加到文件原有内容的后面。"r+"：以读写方式打开文件，文件必须已经存在。"w+"：以读写方式打开文件，若文件不存在会创建新文件，不过会先清空原有文件内容。"a+"：以读写方式打开文件，若文件不存在会创建新文件，写入的数据会追加到文件末尾。
FILE *fp = fopen("test.txt", "r");//只读
if (fp == NULL) {perror("文件打开失败");exit(EXIT_FAILURE);
}关闭文件（fclose 函数）
int fclose(FILE *fp);文件使用完毕后，一定要调用fclose函数将其关闭，这样可以释放系统资源。该函数执行成功时返回 0，失败时返回 EOF。
fclose(fp);
四·文件的读写操作
1. 文本文件读写
- 格式化读写：使用
fprintf和fscanf进行格式化输出和输入。 - 字符读写：使用
putc和getc读写单个字符。 - 字符串读写：使用
fputs和fgets读写字符串。
FILE *fp = fopen("example.txt", "w");
fprintf(fp, "Hello, World!");
fclose(fp);
字符读写（fgetc/fputc）
- fgetc：从文件中读取一个字符。
int fgetc(FILE *fp);示例：
int ch;
while ((ch = fgetc(fp)) != EOF) {printf("%c", ch);
}fputc：向文件中写入一个字符。
int fputc(int c, FILE *fp);示例；
fputc('A', fp);
字符串读写（fgets/fputs）
fgets：从文件中读取一行字符串。
char *fgets(char *str, int n, FILE *fp);示例：
char buffer[100];
fgets(buffer, 100, fp);fputs：向文件中写入一个字符串。
int fputs(const char *str, FILE *fp);示例：
fputs("Hello, World!\n", fp);格式化读写（fscanf/fprintf）
- fscanf：从文件中按照指定格式读取数据。
示例：int fscanf(FILE *fp, const char *format, ...);int num; fscanf(fp, "%d", &num); - fprintf：按照指定格式向文件中写入数据。
示例：int fprintf(FILE *fp, const char *format, ...);fprintf(fp, "%d %s", 10, "apple");
五·文件定位与随机访问
C语言提供了以下文件定位和随机访问函数：
- fseek：移动文件指针到指定位置
- ftell：获取当前文件指针位置
- rewind：将文件指针重置至文件起始位置
- 示例代码：
FILE *fp = fopen("data.bin", "rb"); fseek(fp, 10, SEEK_SET); // 将指针移动到第10个字节 fclose(fp);
六·错误处理
在文件操作中，可能会遇到各种错误，如文件不存在、权限不足等。C语言提供了以下函数用于错误处理：
feof：检测是否到达文件末尾。ferror：检测是否发生读写错误。perror：打印错误信息。- 示例代码：
FILE *fp = fopen("example.txt", "r"); if (fp == NULL) {perror("Error opening file");return 1; } fclose(fp);
七·文件缓冲区管理
在 C 语言里，文件操作一般借助缓冲区来提升 I/O 效率。缓冲区有行缓冲、块缓冲和无缓冲这几种类型。一般来说，文本文件采用行缓冲，二进制文件则使用块缓冲。要是你想手动设置缓冲区，可以使用setvbuf函数。
八·文件操作的最佳实践
- 及时关闭文件：文件用完后，要马上用
fclose释放文件资源，防止出现资源泄漏的情况。 - 合理使用
ferror和clearerr：利用ferror检测文件操作过程中是否有错误发生，通过clearerr清除错误状态，让文件操作能够继续正常进行。 - 避免使用
gets函数：gets函数在读取输入时不会检查缓冲区的大小，很容易造成缓冲区溢出，引发安全问题，所以要尽量避免使用它。 - 适时使用
fflush函数：往文件写入数据后，调用fflush函数刷新缓冲区，这样能保证数据真正写入磁盘，防止数据丢失。 - 灵活运用
remove和rename函数：remove函数可以用来删除不再需要的文件，rename函数则能对文件进行重命名，方便文件的管理。
九·总结
在 C 语言中，文件操作是处理持久化数据的一项基础技能。通过 C 语言标准库提供的一系列函数，我们能够轻松实现文件的打开、读写、关闭以及错误处理等操作。要想编写出高效、安全的程序，就必须掌握文件操作的基本概念、文件的分类、不同的读写方式、文件定位与随机访问方法以及错误处理等知识点。当然，仅仅了解这些理论知识是不够的，还需要通过实际的编程练习，不断加深对文件操作的理解和应用能力，从而在实际开发中能够熟练、灵活地运用文件操作相关知识。