13.2 文件操作

1. FILE 类型及 FILE* 指针

FILE 类型的对象表示一个 C 语言的 I/O 流，其中包含关于这个流的信息。每个流与外部的物理设备（文件、标准输入流、打印机、序列端口等）相关联。

FILE* 是指向 FILE 对象的指针；通常把 FILE* 作为一个不透明指针 (Opaque pointer) 来使用，也就是说，不能直接访问它的成员，而是只能通过标准库函数进行操作。

具体实现未知

C 语言标准未指定 FILE 结构体的具体实现，甚至没有说明它是不是完整类型。FILE 对象可能在语义上不可复制。因此程序不应复制 FILE 对象，只通过 FILE* 和库函数操作流。

2. 文件访问

在 C 语言中，文件操作主要通过 stdio.h 头文件中声明的函数来实现。最常用的文件操作函数包括：

2.1 打开文件

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

常用的模式有：

文件访问模式字符串	含义	解释	若文件已存在的动作	若文件不存在的动作
"r"	读	打开文件以读取	从头读	打开失败
"w"	写	创建文件以写入	销毁内容	创建新文件
"a"	附加	附加到文件	写到结尾	创建新文件

模式字符串的首字母之后还可以追加以下字符，进一步影响文件的打开方式：

• "b"：以二进制模式打开文件。
• "x"：以独占模式打开文件，只能与 "w" 组合，并放在模式字符串末尾（如 "wx"、"wbx"）。
• "+"：以更新模式打开文件（可读可写）。

标准提示

1. "b" 在一些实现中对文本转换有影响；在另一些实现中可能没有区别，但当你希望按“字节序列”处理文件时，仍应使用二进制模式。
2. "x" 是标准的打开模式字符（C11 起引入）。

2.2 关闭文件

int fclose(FILE* stream);

3. 直接输入输出

3.1 字符操作

int fputc(int c, FILE* stream);       // 写入单个字符
int fgetc(FILE* stream);              // 读取单个字符

3.2 字符串操作

int fputs(const char* str, FILE* stream);    // 写入字符串
char* fgets(char* str, int n, FILE* stream); // 读取字符串

3.3 格式化输入输出

int fprintf(FILE* stream, const char* format, ...);  // 格式化写入
int fscanf(FILE* stream, const char* format, ...);   // 格式化读取

TIP

关于无格式与格式化输入输出的细节和常见错误，见 13.3。

4. 文件定位

4.1 获取当前位置

long ftell(FILE* stream);

4.2 设置位置

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

定位参数：

• SEEK_SET: 文件开头
• SEEK_CUR: 当前位置
• SEEK_END: 文件末尾

4.3 重置位置

void rewind(FILE* stream);  // 将位置重置到文件开头

TIP

文本流定位存在限制，且更推荐使用 fgetpos / fsetpos（见 13.4）。

5. 对文件的操作

5.1 文件重命名

int rename(const char* oldname, const char* newname);

5.2 删除文件

int remove(const char* filename);

6. 示例代码

#include <stdio.h>

int main(void) {
    FILE* fp;
    char buffer[100];

    // 写入文件
    fp = fopen("test.txt", "w");
    if (fp != NULL) {
        fprintf(fp, "Hello, File!\n");
        fclose(fp);
    }

    // 读取文件
    fp = fopen("test.txt", "r");
    if (fp != NULL) {
        fgets(buffer, 100, fp);
        printf("读取的内容：%s", buffer);
        fclose(fp);
    }

    return 0;
}

两次打开文件均成功时，标准输出为：

bash

读取的内容：Hello, File!

程序同时会在当前工作目录创建或覆盖 test.txt，其中保存一行 Hello, File!。

7. 补充示例：把标准输入复制到文件

#include <stdio.h>

int main(void) {
    FILE* out = fopen("out.txt", "w");
    if (out == NULL) {
        return 1;
    }

    int ch;
    while ((ch = getchar()) != EOF) {
        if (fputc(ch, out) == EOF) {
            fclose(out);
            return 1;
        }
    }

    if (fclose(out) == EOF) {
        return 1;
    }

    return 0;
}

8. 习题

#11304

⚡4⏳3

写一个程序：读入一个文件名 in 和一个文件名 out（都从标准输入读入），把 in 的内容复制到 out。

要求：

1. 逐块读取与写入（不要逐字符）；
2. 检查每个 I/O 调用的返回值；
3. 出错时要正确关闭已打开的文件。

#11305

⚡3⏳2

写一个程序：创建一个文件并写入若干行文本；然后把它重命名；最后删除它。

要求：对 rename / remove 的返回值进行检查。

本章内容对应 cppref 链接如下：

• FILE