初识C语言15.文件操作
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前言：
一、为什么需要文件操作？
二、C语言中的“文件”是什么？
2.1 程序文件
2.2 数据文件
2.3 文件名
三、文本文件 vs 二进制文件
四、文件操作的核心流程：打开→读写→关闭
4.1 流和标准流
4.1.1 流
4.1.2 标准流
4.2. 文件的打开与关闭
五、文件路径——相对路径 vs 绝对路径
5.1 绝对路径
5.2 相对路径
六、 文件的顺序读写
6.1 顺序读写函数介绍
七、文件的随机读写
7.1 fseek
7.2 ftell
7.3 rewind
八、文件读取结束的判定
九、文件缓冲区
总结
完
前言：
在C语言编程中，文件操作是实现数据持久化、程序交互的核心能力之一。无论是存储用户数据、读取配置文件，还是处理批量信息，掌握文件操作都是进阶开发者的必备技能。本文将围绕C语言文件操作的核心知识点，从概念到实践逐一解析。
一、为什么需要文件操作？
程序运行时，变量、数组等数据存储在内存中，程序结束后内存会被释放——文件是“持久化存储”的载体。通过文件操作，我们可以：
- 保存程序运行的结果（如日志、计算数据）；
- 读取外部资源（如配置文件、数据集）；
- 实现程序间的数据共享（不同程序通过文件交换信息）。
二、C语言中的“文件”是什么？
磁盘（硬盘）上的文件是文件。
但是在程序设计中，我们⼀般谈的文件有两种：程序文件、数据文件（从文件功能的角度来分类的）。
2.1 程序文件
程序文件包括源程序文件（后缀为.c）,目标文件（windows环境后缀为.obj）,可执行程序（windows环境后缀为.exe）
2.2 数据文件
数据文件：程序运行时读写的文件（如 .txt 、 .dat ），用于存储数据。
2.3 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3部分：文件路径+文件名主干+文件后缀例如： c:\code\test.txt
为了方便起见，文件标识常被称为文件名。
三、文本文件 vs 二进制文件
数据文件的存储形式分为两种，对应不同的读写场景：
- 文本文件：以字符的ASCII码形式存储（如数字 123 会被存为 '1' 、 '2' 、 '3' 的ASCII码），可通过记事本等工具直接查看；
- 二进制文件：以数据的二进制形式存储（如数字 123 会被存为 01111011 ），节省空间但不可直接阅读，适合存储非字符类数据（如整数、结构体）。
四、文件操作的核心流程：打开→读写→关闭
C语言通过文件指针（ FILE * 类型）管理文件，操作的核心步骤是“打开文件→操作文件→关闭文件”。
4.1 流和标准流
4.1.1 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字符的河。
C程序针对文件、画话、键盘等的数据输入输出操作都是通过流操作的。
⼀般情况下，我们要想向流里写数据，或者从流中读取数据，都是要打开流，然后操作。
4.1.2 标准流
那为什么我们从键盘输入数据，向屏幕上输出数据，并没有打开流呢？那是因为C语⾔程序在启动的时候，默认打开了3个流：
• stdin - 标准输入流，在大多数的环境中从键盘输入，scanf函数就是从标准输入流中读取数据。
• stdout - 标准输出流，⼤多数的环境中输出至显示器界面，printf函数就是将信息输出到标准输出
流中。
• stderr - 标准错误流，大多数环境中输出到显示器界面。
这是默认打开了这三个流，我们使用scanf、printf等函数就可以直接进行输入输出操作的。 stdin、stdout、stderr 三个流的类型是： FILE * ，通常称为文件指针。
C语言中，就是通过 FILE* 的文件指针来维护流的各种操作的。
4.2. 文件的打开与关闭
- 打开文件：使用 fopen() 函数，语法为：
FILE *fopen(const char *filename, const char *mode);其中 mode 是打开方式，常见取值：
- 关闭文件：使用 fclose() 函数，语法为：
int fclose(FILE *stream);关闭文件是必须的——若不关闭，可能导致数据未及时写入文件（因缓冲区未刷新），或文件被占用无法被其他程序访问。
实例代码：
#include <stdio.h>
int main ()
{
FILE * pFile;
//打开⽂件
pFile = fopen ("data.txt","w");
//⽂件操作
if (pFile!=NULL)
{
fputs ("hello",pFile);
//关闭⽂件
fclose (pFile);
}
return 0;
}
此时会在main.c文件下有一个data.txt
五、文件路径——相对路径 vs 绝对路径
在 fopen() 中指定文件名时，路径决定了文件的位置，分为两种形式：
5.1 绝对路径
从“根目录”开始的完整路径，明确文件在系统中的精确位置。
Windows示例： "C:\\Users\\Admin\\test.txt" （注意转义符 \\ ）；- Linux/macOS示例： "/home/user/test.txt" 。优点：位置明确，不受程序运行目录影响；
缺点：路径冗长，跨系统（如Windows和Linux）兼容性差。
5.2 相对路径
相对于程序运行目录的路径，无需写全路径。
- 直接写文件名： "test.txt" （文件与程序在同一目录）；
- 子目录下的文件： "data/test.txt" （程序目录下的 data 文件夹中）；
- 上级目录下的文件： "../test.txt" （程序目录的上一级目录）。
// . ---当前路径
//.. -- 上一级路径
示例（相对路径使用）：
若程序在 D:\code 目录下运行， fopen("data/log.txt", "w") 会在 D:\code\data 目录下创建 log.txt 。
优点：简洁、跨系统更灵活；
缺点：依赖程序运行的目录，若程序在不同目录运行，可能找不到文件。
六、 文件的顺序读写
6.1 顺序读写函数介绍
“顺序读写”指从文件开头到结尾依次操作，常用函数：
上面说的适用于所有输入流⼀般指适用于标准输入流和其他输入流（如文件输入流）；所有输出流⼀般指适用于标准输出流和其他输出流（如文件输出流）。
示例（文本文件写操作）：
#include <stdio.h>
int main() {FILE *fp = fopen("test.txt", "w");if (fp == NULL) { // 必须判断文件是否打开成功perror("fopen failed");return 1;}fputs("Hello, File!", fp); // 写入字符串fclose(fp);return 0;
}七、文件的随机读写
“随机读写”指可以跳转到文件任意位置操作，核心是移动文件指针。
7.1 fseek
根据文件指针的位置和偏移量来定位文件指针（文件内容的光标）。
int fseek ( FILE * stream, long int offset, int origin );其中 origin 可选： SEEK_SET （文件开头）、 SEEK_CUR （当前位置）、 SEEK_END （文件结尾）。
#include <stdio.h>
int main ()
{
FILE * pFile;
pFile = fopen ( "example.txt" , "wb" );
fputs ( "This is an apple." , pFile );
fseek ( pFile , 9 , SEEK_SET );
fputs ( " sam" , pFile );
fclose ( pFile );
return 0;
}
7.2 ftell
返回文件指针相对于起始位置的偏移量
long int ftell ( FILE * stream );#include <stdio.h>
int main ()
{
FILE * pFile;
long size;
pFile = fopen ("myfile.txt","rb");
if (pFile==NULL)
perror ("Error opening file");
else
{
fseek (pFile, 0, SEEK_END); // non-portable
size=ftell (pFile);
fclose (pFile);
printf ("Size of myfile.txt: %ld bytes.\n",size);
}
return 0;
}7.3 rewind
让文件指针的位置回到文件的起始位置
void rewind ( FILE * stream );#include <stdio.h>
int main ()
{
int n;
FILE * pFile;
char buffer [27];
pFile = fopen ("myfile.txt","w+");
for ( n='A' ; n<='Z' ; n++)
fputc ( n, pFile);
rewind (pFile);
fread (buffer,1,26,pFile);
fclose (pFile);
buffer[26]='\0';
printf(buffer);
return 0;
}八、文件读取结束的判定
判断文件是否读取结束，不能直接用 feof() （ feof() 仅在“读取失败且是因为文件结束”时返回真）。正确逻辑是：
1. 先通过读写函数的返回值判断操作是否成功；
2. 若失败，再用 feof() 判断是“文件结束”还是“读取错误”。
#include <stdio.h>
int main() {FILE *fp = fopen("test.txt", "r");char c;while ((c = fgetc(fp)) != EOF) { // 先通过fgetc返回值判断putchar(c);}if (feof(fp)) { // 若循环结束，判断是否是文件结束printf("\n文件读取完成");} else {printf("\n读取错误");}fclose(fp);return 0;
}九、文件缓冲区
C语言为文件操作提供了缓冲区（内存中的临时区域）：写文件时，数据先存到缓冲区，缓冲区满了再写入磁盘；读文件时，会一次性从磁盘读一批数据到缓冲区，再从缓冲区取数据。
若需强制刷新缓冲区（如写日志后立即保存），可使用 fflush() 函数。
总结
C语言文件操作是连接程序与外部数据的桥梁，核心是“文件指针+打开/读写/关闭”的流程，需注意文本/二进制文件的区别、随机读写的指针控制，以及正确判定文件读取结束。掌握这些知识，就能实现程序与文件的灵活交互。