文件操作

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。

补充：无论实现细节如何，从可移植编程的角度都应把 FILE 视为不透明实现细节，避免复制 FILE 对象（应通过 FILE* 与库函数来操作流）。

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：

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

字符串的其余部分可以包含以下任意顺序的字符，并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。
• "p" ：以私有模式打开文件。
• "+" ：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）。
3. "p" 不是 C 标准定义的打开模式字符；如果你的实现支持，它属于扩展特性，应避免在可移植代码中依赖它。

关闭文件

int fclose(FILE* stream);

直接输入输出

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

TIP

函数原型中的形参名只是说明用途；这里使用 c 以避免与关键字冲突。

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

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/有格式输入输出的细节与常见坑，见 14.3。

文件定位

获取当前位置

long ftell(FILE* stream);

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

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 14.4）。

对文件的操作

文件重命名

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

删除文件

int remove(const char* filename);

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;
}

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;
}

习题

#11421

⚡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。

#11422

⚡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