4组C语言中顺序读写文件的函数分享

预备知识：fopen和fclose

如果我们要读写一个文件，就必须先打开这个文件，读写完后，还需要关闭这个文件。这就像，你要喝一杯水，需要先打开杯盖，才能喝水，喝完水后还需要把盖子盖上。

打开文件的原理是，打开文件后，在内存中创建一个FILE类型的变量，用来记录打开的文件的相关信息。FILE类型是一个结构体类型。

关闭文件的原理是，根据这个FILE类型的变量里描述的文件信息，通过一定手段把文件关闭。

在学习C语言的过程中，我们不需要知道具体的细节，会用就行了。C语言中打开文件需要使用函数fopen，关闭文件需要使用函数fclose。

fopen的声明如下：

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

看这个声明，可以了解到，第一个参数就是要打开文件的文件名，第二个参数是用什么方式打开（读？写？还是其他模式？）。函数会打开这个文件，在内存中创建一个相对应的文件信息区，其实就是创建一个FILE类型的变量，这个变量记录了文件的相关信息。接着，这个函数会返回这个FILE变量的地址，如果函数打开文件失败会返回NULL指针。

这里为了简单起见，都在工程目录下操作文件，所以文件名不用带上路径。如果要在其他位置操作文件，根据具体情况带上绝对路径或者相对路径就可以了。

假设我们要操作的文件的文件名是test.txt，我们想要写这个文件（写文件的模式是"w"，及write的简写），可以这么调用这个函数：

FILE* pf = fopen("test.txt", "w");

这里的2个参数都用双引号引起，因为是字符串。返回值需要使用一个FILE*的指针来接收。和malloc类似，需要检查返回值是否为NULL指针，如果为NULL指针，则打开文件失败，需要进行错误处理，举个例子：

if (pf == NULL)
{
    perror("fopen");
    exit(1);
}

以上的代码中，当检查到pf为NULL，此时打开文件失败，用perror报个错，再exit掉，终止进程。

当然，操作文件不只有"w"一种模式。本篇博客主要介绍比较常见的4种模式，分别是：

• “w” - 写文件，即write的简写。
• “r” - 读文件，即read的简写。
• “wb” - 通过二进制的方式写文件，b是binary的缩写。
• “rb” - 通过二进制的方式读文件。

fclose函数的声明如下：

int fclose ( FILE * stream );

具体的使用很简单，前面我们用一个FILE*的指针来接收fopen函数的返回值，只需要把这个指针传给fclose就能关闭对应的文件了。和free函数类似，fclose函数没有能力把传给它的指针置为NULL，为了防止野指针，需要程序员手动置为NULL值。

fclose(pf);
pf = NULL;

1.字符读写：fputc和fgetc

fputc用于向文件中写入一个字符。

读写文件前，应该打开文件。这次以"w"的模式打开。

FILE* pf = fopen("test.txt", "w");
if (pf == NULL)
{
    perror("fopen");
    exit(1);
}

接下来是使用fputc写文件的操作。写完文件后，需要关闭文件。

fclose(pf);
pf = NULL;

后面的函数都是按照打开文件->读写文件->关闭文件的顺序，唯一的区别是打开文件的方式不一样，也就是fopen的第二个参数不一样。

fputc的声明如下：

int fputc ( int character, FILE * stream );

很明显，第一个参数表示写入的字符，第二个参数表示指向文件信息区的文件指针。比如，如果我要把字符’a’写到pf对应的文件里，应该这么写：

fputc('a', pf);

举一反三：如果要把小写的a~z，总共26个字母写到文件中，应该如何写呢？

for (int ch = 'a'; ch <= 'z'; ch++)
{
    fputc(ch, pf);
}

程序执行的结果是：创建了一个test.txt文件，并写入了a~z。

接下来，我们来读一下这个文件。使用fgetc之前也需要打开文件，打开的模式是"r"，使用完后需要关闭文件。

fgetc是用来读取一个字符的。声明如下：

int fgetc ( FILE * stream );

函数会读一个字符然后返回这个字符的ASCII码值。如果读取失败会返回EOF。

如果想读取刚刚写完的文件，把26个字母读出来，可以使用循环读26次，但是如果不知道文件中有多少字符呢？那就一直读取，直到读完为止。那如何判断读取结束呢？当fgetc返回EOF的时候读取就结束了。

int ch = 0;
while ((ch = fgetc(pf)) != EOF)
{
    printf("%c ", ch);
}

运行结果如下：

2.文本行读写：fputs和fgets

使用fputs之前，要以"w"的模式打开文件，使用完后要关闭文件，操作同上。

fputs是用来写入文本行的，声明如下：

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

str表示要写入的字符串。比如，我写10行Hello, world!!!进去，每写一个就换个行。

for (int i = 0; i < 10; i++)
{
    fputs("Hello, world!!!\n", pf);
}

可以发现，test.txt中就有了10行Hello, world!!!。

想把它们读出来，可以使用fgets，打开文件的模式是"r"。声明如下：

char * fgets ( char * str, int num, FILE * stream );

str表示你想把读到的字符串存在哪，num表示存储的空间有多大（最多存多少个字符，包括字符串结尾的’\0’）。函数会把str返回回来，如果读取失败，会返回NULL指针。所以读取时，可以使用循环，通过每次判断返回值是否为NULL指针，来判断是否读取结束。

char str[256] = {0};
while (fgets(str, 256, pf))
{
    puts(str);
}

输出结果：

由于写入时每个Hello, world!!!后面都写了个’\n’，而puts会在打印完字符串后也换个行，所以相当于每次打印完Hello, world!!!后面都换2次行。如果你只想换一次行，可以使用printf来实现：

    char str[256] = { 0 };
    while (fgets(str, 256, pf))
    {
        printf("%s", str);
    }

输出结果如下：

3.格式化读写：fprintf和fscanf

fprintf和fscanf，与printf和scanf非常像，唯一的区别就是，fprintf和fscanf前面多了个f。（emmm，听君一席话，如听一席话）

在学习这两个函数之前，建议先学一下sprintf和sscanf这两个函数，点这里

我还是采取同样的讲解思路。你也许不知道fprintf和sscanf，但你一定知道printf和scanf（别告诉我你不知道）。

先说printf。举个例子，假设有一个结构体：

struct S
{
    int i;
    double d;
    char arr[30];
};

我创建了一个结构体变量：

struct S s = {10, 3.14, "abcdef"};

我想你把这个结构体的数据用printf打印到屏幕上，你会怎么写？

printf("%d %lf %s\n", s.i, s.d, s.arr);

如果这些数据不是打印到屏幕上，而是“打印”到文件中，只需要在函数名前面加个f，所有参数最前面加个pf，就行了。

fprintf(pf, "%d %lf %s\n", s.i, s.d, s.arr);

简单吧？注意fprintf需要的打开文件方式是"w"，使用完后需要关闭文件。来看看此时的test.txt文件：

干得漂亮！接下来来看看fscanf。fscanf使用前需要使用"r"模式打开文件，使用完后需要关闭文件，都学到这了，别忘了！（稍稍总结一下，目前所有写文件操作打开文件的模式都是"w"，即write的简写，而读文件操作打开文件的模式都是"r"，即read的缩写。）

还是那句话，你也许没有听说过fscanf，但你一定直到scanf。假设我创建了一个结构体变量：

struct S s = {0};

我想你用scanf函数，实现从键盘中输入数据到s中，你会怎么写？

scanf("%d %lf %s", &s.i, &s.d, s.arr);

如果不是从键盘中输入数据，而是从文件中读取数据，只需要在函数名前加个f，参数最前面加个pf就行了。

fscanf(pf, "%d %lf %s", &s.i, &s.d, s.arr);

读完之后，我们可以把s中的数据打印出来。

printf("%d %lf %s\n", s.i, s.d, s.arr);

看吧，读取成功了。

4.二进制读写：fwrite和fread

前面我们都是读写字符文件，也就是以字符的形式读写文件，这是我们能看的懂的形式。但是在计算机的世界中，都是二进制的，所以我们还需要学习用二进制的方式来读写文件。

先来学习下fwrite。由于是二进制的形式读写文件，打开文件的模式是"wb"，b代表二进制。函数的声明如下：

size_t fwrite ( const void * ptr, size_t size, size_t count, FILE * stream );

fwrite函数和fread函数的参数列表是一样的，所以学会一个就相当于两个都学会了。第一个参数表示你要写入的数据在内存中存储的位置，第二个参数表示写入一个数据的大小，第三个参数表示要写入几个数据。

比如，我有一个结构体变量：

struct S s = {10, 3.14, "abcdef"};

我想把它以二进制的形式写到内存中，第一个参数就是s的地址，第二个参数就是一个结构体的大小，由于我只想写1个s进去，所以第三个参数就是1。

fwrite(&s, sizeof(s), 1, pf);

输出结果：

看不懂呀！很正常，因为这玩意是二进制。接下来我们用二进制的方式来把数据重新读出来。

fread是用来二进制的读文件的，打开文件的模式是"rb"，使用完后需要关闭文件。函数的声明如下：

size_t fread ( void * ptr, size_t size, size_t count, FILE * stream );

第一个参数表示要把读到的数据存到哪，第二个参数表示读取一个数据的大小，第三个参数表示要读几个数据。

比如，我们先创建一个结构体：

struct S s = {0};

接着把读到的数据放到s里，有了前面fwrite的经验，写起来就简单了。

fread(&s, sizeof(s), 1, pf);

接着把s中的数据打印出来：

printf("%d %lf %s\n", s.i, s.d, s.arr);

输出结果如下：

5.格局打开

其实，我们可以把“屏幕”和“键盘”也当成文件。用stdout表示屏幕，stdin表示键盘，举个例子：

fprintf(stdout, "%d %lf %s\n", s.i, s.d, s.arr);

这行代码会把结构体s中的数据写入到stdout这个“文件”中，而stdout表示屏幕，所以也就把结构体中的数据打印到屏幕上了！哈哈哈，有意思吧。

其实，stdout是标准输出流，而stdin是标准输入流。在前面的函数中，只要是以"w"模式打开文件才能使用的函数（fputc, fputs, fprintf）的FILE*类型的参数就可以传stdout，而以"r"模式打开文件才能使用的函数（fgetc, fgets, fscanf）的FILE*类型的参数就可以传stdin，分别表示“写屏幕”（把数据打印到屏幕上）和“读键盘”（从键盘中输入数据）。

你可能纳闷了，为啥stdout和stdin就不用有fopen和fclose这样的操作呢？这是因为，只要一个C程序跑起来，就默认打开了三个流，分别是：stdout（标准输出流），stdin（标准输入流）和stderr（标准错误流），所以不需要我们手动打开。

这时，你再想想，printf和fprintf有什么区别？区别就是，printf只能格式化输出标准输出流的数据，而fprintf可以格式化输出任意输出流的数据（包括标准输出流和文件流）；同理，scanf和fscanf的区别是，scanf只能格式化输入标准输入流中的数据，而fscanf可以输入任意输入流的数据（包括标准输入流和文件流）。那sprintf和sscanf和它们之间有什么区别呢？这两个函数是用来进行格式化数据和字符串的相互转换的，就跟这些“流”没什么关系了。

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