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C语言 | 文件操作详解与实战示例

news 2025/11/13 8:40:04

🧩 C语言 | 文件操作详解与实战示例

✍️ 作者：凡间的八戒
🗓️ 时间：2025-11-12
🏷️ 标签：C语言、文件操作、IO流、fopen、fread、feof、ferror

🧠 前言

在 C 语言学习中，“文件操作”是非常关键的部分。
它赋予程序数据持久化的能力，让我们从屏幕输入输出走向真实的数据存储。

本文将带你全面掌握文件操作的核心内容，包含：

文件概念与类型
打开与关闭
文本与二进制存储方式
顺序/随机读写
缓冲区机制
feof 与 ferror 的区别（重点）

一、为什么使用文件？

内存中的数据是临时的，程序退出后会被清除。
若想让数据长期保存，就必须将其写入磁盘文件。

📘 例如：

游戏存档
程序日志
用户配置

这些都是通过文件实现数据持久化的典型场景。

二、什么是文件？

在程序设计中，文件分为两类：

类型	说明
程序文件	存放源代码（.c）、目标文件（.obj）、可执行文件（.exe）
数据文件	存放程序运行时需要读写的数据

三、文本文件与二进制文件

文件类型	存储形式	可读性	示例
文本文件	ASCII 编码	可直接阅读	`.txt`
二进制文件	内存原始格式	不可直接阅读	`.bin`

📘 示例：

#include <stdio.h>int main() {int a = 10000;FILE* pf = fopen("test.txt", "wb");fwrite(&a, 4, 1, pf); // 二进制写入fclose(pf);return 0;
}

四、文件的打开与关闭

打开与关闭函数

FILE* fopen(const char* filename, const char* mode);
int fclose(FILE* stream);

打开模式速查表

模式	含义	文件不存在时
“r”	只读文本	出错
“w”	只写文本	新建
“a”	追加写文本	新建
“rb”	只读二进制	出错
“wb”	只写二进制	新建
“ab”	追加二进制	新建
“r+”	读写文本	出错
“w+”	读写文本（重建）	新建

📘 示例：

#include <stdio.h>
int main() {FILE* pFile = fopen("myfile.txt", "w");if (pFile != NULL) {fputs("fopen example", pFile);fclose(pFile);}return 0;
}

五、文件的顺序读写

函数	功能
fgetc	读取单个字符
fputc	写入单个字符
fgets	读取一行
fputs	写入一行
fscanf	格式化读取
fprintf	格式化输出
fread	二进制读取
fwrite	二进制写入

📘 这些函数既可用于文件，也可用于标准流（stdin/stdout）。

六、文件的随机读写

fseek：移动文件指针

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

ftell：返回当前位置

long ftell(FILE* stream);

rewind：返回文件头

rewind(FILE* stream);

📘 示例：

#include <stdio.h>
int main() {FILE* pFile = fopen("example.txt", "wb");fputs("This is an apple.", pFile);fseek(pFile, 9, SEEK_SET);fputs(" sam", pFile);fclose(pFile);return 0;
}

七、文件读取结束的判断（重点）

在文件操作中，经常要判断文件是否读取完毕或发生错误。
这就需要使用 feof() 与 ferror() —— 它们看似相似，实则完全不同！

🧩 点击展开 | feof() 与 ferror() 的区别详解

🔹 feof —— 判断是否到达文件末尾

int feof(FILE *stream);

当上一次读操作到达文件结尾时返回非0。
必须先读取再判断，否则不会触发。

📘 错误示例：

while (!feof(fp)) { // ❌ 会多读一次fscanf(fp, "%d", &x);printf("%d\n", x);
}

📘 正确写法：

while (fscanf(fp, "%d", &x) == 1)printf("%d\n", x);if (feof(fp))printf("文件读取完毕\n");

🔹 ferror —— 判断是否发生读写错误

int ferror(FILE *stream);

当发生 磁盘错误、权限不足或设备异常 时返回非0。

📘 示例：

FILE* fp = fopen("test.txt", "r");
if (!fp) {perror("打开失败");return 1;
}int c;
while ((c = fgetc(fp)) != EOF)putchar(c);if (ferror(fp))puts("❌ 文件读写错误！");
else if (feof(fp))puts("✅ 文件正常结束。");fclose(fp);

🔹 区别总结表

函数	判断内容	触发时机	用途	是否自动清除
feof	到达文件尾	读到EOF后	判断读取结束	否
ferror	发生错误	I/O异常后	判断设备问题	否

📘 可使用：

clearerr(FILE* stream);

清除错误与EOF状态。

🔹 对比示例

#include <stdio.h>
int main(void) {FILE* fp = fopen("demo.txt", "r");if (!fp) {perror("文件打开失败");return 1;}int c;while ((c = fgetc(fp)) != EOF)putchar(c);if (ferror(fp))printf("读取错误！\n");else if (feof(fp))printf("文件读取完毕。\n");fclose(fp);return 0;
}

🧠 总结一句话：

feof() 判断文件是否读完；
ferror() 判断是否出错；
二者互不替代，千万别混淆！

八、文件缓冲区机制

C语言使用缓冲文件系统来提升读写性能。
写入时数据先进入缓冲区，待缓冲满或 fflush() / fclose() 调用后才真正写入磁盘。

📘 示例：

#include <stdio.h>
#include <windows.h>int main() {FILE* pf = fopen("test.txt", "w");fputs("abcdef", pf);printf("睡眠10秒，此时文件内容未写入。\n");Sleep(10000);fflush(pf);printf("刷新缓冲区后写入成功。\n");fclose(pf);return 0;
}