文件操作核心概念总结

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注：手稿加DeepSeek总结！

文件操作核心概念总结

1. 基本概念

• 打开文件：向系统申请资源（内存、文件描述符等），建立程序与文件的连接。
• 关闭文件：释放资源，确保数据完整写入磁盘，避免内存泄漏。
• 类比：文件操作类似借书→读书→还书流程。打开文件=借书（占用资源），关闭文件=还书（释放资源）。

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2. 文件的打开

2.1 函数原型与参数

#include <stdio.h>
FILE *fopen(const char *path, const char *mode);

• path
  • 当前目录文件：直接写文件名（如"data.txt"）
  • 其他路径文件：需完整路径（如"/home/user/docs/data.txt"）
• mode
  • 决定文件访问方式（读、写、追加等）和文本/二进制模式（t/b，Linux可忽略）

2.2 文件打开模式详解

模式	行为	适用场景
r	只读，文件必须存在	读取配置文件、日志文件
w	只写，清空文件或新建	创建新日志、覆盖旧数据
a	追加写，从文件末尾写入	记录持续追加的数据（如监控）
r+	读写，文件必须存在	修改文件部分内容
w+	读写，清空或新建文件	需要频繁读写的新文件
a+	读写，写操作始终追加	读取并追加日志

示例1：基础文件操作

FILE *fp = fopen("data.txt", "r");  // 只读方式打开
if (fp == NULL) {
    perror("Error opening file");   // 输出错误原因（如文件不存在）
    exit(1);
}
// 读取或写入操作...
fclose(fp);  // 关闭文件

示例2：模式差异对比

// 场景：向已存在的test.txt写入"Hello"
FILE *fp1 = fopen("test.txt", "w"); // 原有内容被清空，只保留"Hello"
FILE *fp2 = fopen("test.txt", "a"); // "Hello"被追加到原内容末尾

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3. 文件的关闭

3.1 函数原型

#include <stdio.h>
int fclose(FILE *stream);

• 返回值：成功返回0，失败返回EOF（-1）并设置errno。
• 关键作用：
  1. 将缓冲区数据写入磁盘（避免数据丢失）
  2. 释放文件描述符（防止资源耗尽）

3.2 关闭注意事项

• 必须检查指针非空：

  if (fp != NULL) {
      fclose(fp);  // 安全关闭
  }
  

• 常见错误：多次关闭同一文件指针导致程序崩溃。

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4. 错误处理与调试

4.1 常见编译错误

错误信息	原因	解决方法
error: ‘errno’ undeclared	未包含errno.h头文件	#include <errno.h>
warning: implicit declaration of ‘strerror’	未包含string.h头文件	#include <string.h>

4.2 错误打印函数对比

函数	头文件	用法示例	输出示例
perror("msg")	stdio.h	perror("fopen failed");	fopen failed: No such file or directory
strerror(errno)	string.h	printf("Error: %s", strerror(errno));	Error: Permission denied

示例3：完整错误处理

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <errno.h>   // 必须包含
#include <string.h>  // 必须包含

int main() {
    FILE *fp = fopen("nonexist.txt", "r");
    if (fp == NULL) {
        printf("Error code: %d\n", errno);            // 输出错误码
        printf("Error message: %s\n", strerror(errno)); // 输出详细描述
        perror("fopen failed");                      // 简写错误信息
        exit(EXIT_FAILURE);
    }
    fclose(fp);
    return 0;
}

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5. 关键注意事项

1. 必须检查fopen返回值：

   FILE *fp = fopen("data.txt", "r");
   if (fp == NULL) { /* 处理错误 */ }
   

2. 避免野指针：关闭文件后，将指针设为NULL：

   fclose(fp);
   fp = NULL;  // 防止误操作
   

3. 缓冲区刷新：程序崩溃时，未关闭文件可能导致数据未保存，可手动刷新：

   fflush(fp);  // 强制将缓冲区数据写入磁盘
   

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总结流程图

#include <stdio.h>
#include <string.h>
#include <errno.h>

int main(int argc, char **argv)
{
    if (argc != 2)
    {
        printf("Usage: %s <filename>\n", argv[0]);
        return 1;
    }
    FILE *fp = fopen(argv[1], "r+");
    if (fp == NULL)
    {
        // perror("fopen");
        printf("error:%s\n", strerror(errno));
        return 1;
    }
    
    /*读写操作*/
    
    fclose(fp);
    return 0;

}

打开文件 (fopen) → 检查返回值 → 读写操作 → 关闭文件 (fclose)
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└── 错误处理 (perror/strerror)