C语言 - 文件操作

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1. 引言

C语言是一门功能强大且灵活的编程语言，在系统级编程和嵌入式开发中应用广泛。文件操作是C语言的重要功能之一，它允许程序读取和写入文件，从而实现数据的持久化存储。在本篇文章中，我们将详细介绍C语言中的文件操作，包括文件的打开、读取、写入和关闭等基本操作。

1.1 文件的打开与关闭

在C语言中，文件操作通常需要包含头文件<stdio.h>。文件的打开使用fopen函数，文件的关闭使用fclose函数。

1.1.1 文件的打开

fopen函数用于打开一个文件，并返回一个指向该文件的文件指针。函数原型如下：

1. FILE *fopen(const char *filename, const char *mode);

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参数说明：
(1) filename：要打开的文件名。
(2) mode：文件打开模式，如"r"（只读）、"w"（写入）等。

示例代码：

1. FILE *file = fopen("example.txt", "r");
   
2. if (file == NULL) {
   
3.     printf("无法打开文件\n");
   
4.     return 1;
   
5. }

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1.1.2 文件的关闭

fclose函数用于关闭一个打开的文件，释放相关资源。函数原型如下：

1. int fclose(FILE *stream);

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参数说明：
(1) stream：要关闭的文件指针。

示例代码：

1. fclose(file);

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1.2 文件的读取操作

C语言提供了多种文件读取方式，常用的包括fgetc、fgets和fread函数。

1.2.1 使用fgetc读取单个字符

fgetc函数用于从文件中读取一个字符。函数原型如下：

1. int fgetc(FILE *stream);

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示例代码：

1. FILE *file = fopen("example.txt", "r");
   
2. if (file != NULL) {
   
3.     int ch;
   
4.     while ((ch = fgetc(file)) != EOF) {
   
5.         putchar(ch);
   
6.     }
   
7.     fclose(file);
   
8. }

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1.2.2 使用fgets读取一行文本

fgets函数用于从文件中读取一行文本。函数原型如下：

1. char *fgets(char *str, int n, FILE *stream);
   

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参数说明：
(1) str：用于存储读取到的字符串。
(2) n：指定读取的最大字符数。
(3) stream：文件指针。

示例代码：

1. FILE *file = fopen("example.txt", "r");
   
2. if (file != NULL) {
   
3.     char buffer[100];
   
4.     while (fgets(buffer, sizeof(buffer), file) != NULL) {
   
5.         printf("%s", buffer);
   
6.     }
   
7.     fclose(file);
   
8. }

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1.2.3 使用fread读取二进制数据

fread函数用于从文件中读取指定数量的二进制数据。函数原型如下：

1. size_t fread(void *ptr, size_t size, size_t nmemb, FILE *stream);

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参数说明：
(1) ptr：用于存储读取到的数据。
(2) size：每个数据项的大小。
(3) nmemb：要读取的数据项数量。
(4) stream：文件指针。

示例代码：

1. FILE *file = fopen("example.bin", "rb");
   
2. if (file != NULL) {
   
3.     char buffer[100];
   
4.     size_t bytesRead = fread(buffer, 1, sizeof(buffer), file);
   
5.     printf("读取了 %zu 字节\n", bytesRead);
   
6.     fclose(file);
   
7. }

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1.3 文件的写入操作

C语言也提供了多种文件写入方式，常用的包括fputc、fputs和fwrite函数。

1.3.1 使用fputc写入单个字符

fputc函数用于向文件中写入一个字符。函数原型如下：

1. int fputc(int c, FILE *stream);

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示例代码：

1. FILE *file = fopen("example.txt", "w");
   
2. if (file != NULL) {
   
3.     fputc('A', file);
   
4.     fclose(file);
   
5. }

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1.3.2 使用fputs写入字符串

fputs函数用于向文件中写入一个字符串。函数原型如下：

1. int fputs(const char *str, FILE *stream);

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示例代码：

1. FILE *file = fopen("example.txt", "w");
   
2. if (file != NULL) {
   
3.     fputs("Hello, World!", file);
   
4.     fclose(file);
   
5. }

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1.3.3 使用fwrite写入二进制数据

fwrite函数用于向文件中写入指定数量的二进制数据。函数原型如下：

1. size_t fwrite(const void *ptr, size_t size, size_t nmemb, FILE *stream);
   

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示例代码：

1. FILE *file = fopen("example.bin", "wb");
   
2. if (file != NULL) {
   
3.     char data[] = {1, 2, 3, 4, 5};
   
4.     fwrite(data, sizeof(char), sizeof(data), file);
   
5.     fclose(file);
   
6. }

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1.4 文件操作的错误处理

在文件操作过程中，错误处理是非常重要的。C语言提供了多个函数来检测和处理文件操作中的错误。

1.4.1 检查文件指针

在打开文件时，应始终检查文件指针是否为NULL，以确保文件成功打开。

1.4.2 使用ferror检测错误

ferror函数用于检查文件流是否发生错误。函数原型如下：

1. int ferror(FILE *stream);

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示例代码：

1. if (ferror(file)) {
   
2.     printf("文件读取错误\n");
   
3. }

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1.4.3 使用feof检测文件结束

feof函数用于检查文件流是否到达文件末尾。函数原型如下：

1. int feof(FILE *stream);

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示例代码：

1. if (feof(file)) {
   
2.     printf("文件已读完\n");
   
3. }

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2. 结论

通过本文的介绍，我们了解了C语言中文件操作的基本方法，包括文件的打开与关闭、读取与写入以及错误处理等。掌握这些基础知识，对于进行更复杂的文件操作和数据处理至关重要。在实际编程中，合理的文件操作和错误处理能够显著提高程序的稳定性和可靠性。希望这篇文章能对你理解和使用C语言文件操作有所帮助。





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