C语言：（15.文件操作）

一、为什么需要文件？

程序运行时的数据都在内存中，程序结束就消失了。文件可以让数据持久化保存。

// 内存中的结构体变量 struct student { char name[20]; int age; double score; long long ID; }; // 文件 = 保存在磁盘上的结构体数据 // 可以保存文字、视频、音乐等

本质：文件就是内存中的结构体变量，申请很多字节空间，保存想要保存的信息。

二、FILE结构体

C语言中，文件用FILE结构体表示：

struct _iobuf { char* _ptr; int _cnt; char* _base; int _flag; int _file; int _charbuf; int _bufsiz; char* _tmpfname; }; typedef struct _iobuf FILE;

FILE本质上是struct _iobuf的别名，通过typedef定义。

三、文件的路径

3.1 绝对路径 vs 相对路径

生活中的比喻：

绝对路径：中国 陕西省 XX市 XX区 XX大学XX校区 相对路径：XX大学XX校区

3.2 路径的转义字符

// 错误：\ 是转义字符 FILE* p = fopen("D:\12345\FILE\FILE_type.txt", "r"); // 正确：用 \\ 表示 \ FILE* p = fopen("D:\\12345\\FILE\\FILE_type.txt", "r"); // 也可以用 / FILE* p = fopen("D:/12345/FILE/FILE_type.txt", "r");

四、fopen：打开文件

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

参数：

• filename：文件路径（相对/绝对）

• mode：操作权限

返回值：

• 成功：返回文件结构体指针

• 失败：返回NULL（文件不存在或路径错误）

4.1 常用mode

4.2 打开文件示例

#include <stdio.h> int main() { // 相对路径 FILE* p = fopen(".\\FILE\\FILE_type.txt", "r"); // 绝对路径 // FILE* p = fopen("D:\\12345\\FILE\\FILE_type.txt", "r"); if (p == NULL) { printf("文件不存在\n"); return 0; } printf("文件存在，可以操作\n"); fclose(p); return 0; }

五、fclose：关闭文件

int fclose(FILE* stream);

功能：关闭文件，释放资源。

重要：每次fopen后必须fclose，否则会造成资源泄漏！

FILE* p = fopen("test.txt", "r"); if (p == NULL) return -1; // 使用文件... fclose(p); // 必须关闭

六、fgetc/fputc：单字符读写

6.1 fgetc：读取一个字符

int fgetc(FILE* stream);

返回值：

• 成功：返回该字符的ASCII码（int类型）

• 读到文件末尾：返回EOF（-1）

FILE* p = fopen("test.txt", "r"); if (p == NULL) return -1; char ch; while ((ch = fgetc(p)) != EOF) { printf("%c", ch); } fclose(p);

6.2 fputc：写入一个字符

int fputc(int c, FILE* stream);

返回值：

• 成功：返回写入字符的ASCII码

• 失败：返回EOF

FILE* p = fopen("test.txt", "w"); if (p == NULL) return -1; char arr[] = "春眠不觉晓\n处处闻啼鸟\n"; for (int i = 0; arr[i] != '\0'; i++) { fputc(arr[i], p); } fclose(p);

七、fgets/fputs：字符串读写

7.1 fgets：读取一行

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

特性：

• 遇到\n或读到size-1个字符停止

• \n会存入缓冲区，自动追加\0

• 最多读取size-1个字符（预留1字节存\0）

返回值：

• 成功：返回缓冲区首地址

• 读到末尾/失败：返回NULL

FILE* p = fopen("test.txt", "r"); if (p == NULL) return -1; char buffer[128]; while (fgets(buffer, sizeof(buffer), p) != NULL) { printf("%s", buffer); } fclose(p);

7.2 fputs：写入字符串

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

特性：

• 遇到\0停止

• 不会自动添加换行符

• 需要换行手动加\n

FILE* p = fopen("test.txt", "w"); if (p == NULL) return -1; fputs("庆历四年春，\n", p); fputs("滕子京谪守巴陵郡。\n", p); fclose(p);

八、fscanf/fprintf：格式化读写

8.1 fprintf：格式化写入

int fprintf(FILE* stream, const char* format, ...);

对比：

printf("序号:%d\n", i); // 输出到控制台 fprintf(p, "序号:%d\n", i); // 输出到文件

8.2 fscanf：格式化读取

int fscanf(FILE* stream, const char* format, ...);

对比：

scanf("%d", &num); // 从控制台读取 fscanf(p, "%d", &num); // 从文件读取

8.3 完整示例

// 写入 void FILE_Fprintf() { FILE* p = fopen("fmt.txt", "w"); if (p == NULL) { printf("文件打开失败\n"); return; } for (int i = 1; i <= 3; i++) { fprintf(p, "序号:%d 文本测试\n", i); } fclose(p); } // 读取 void FILE_Fscanf() { FILE* p = fopen("fmt.txt", "r"); if (p == NULL) { printf("文件打开失败\n"); return; } int num; while (fscanf(p, "序号:%d 文本测试\n", &num) != EOF) { printf("读取到序号 = %d\n", num); } fclose(p); } int main() { FILE_Fprintf(); // 先写入 FILE_Fscanf(); // 后读取 return 0; }

九、rewind：重置文件指针

void rewind(FILE* stream);

功能：将文件指针重新定位到文件开头。

FILE* p = fopen("test.txt", "w+"); if (p == NULL) return -1; // 写入 fputs("庆历四年春，\n滕子京谪守巴陵郡。\n", p); // 指针已经移动到末尾，需要rewind才能从头读取 rewind(p); // 读取 char buffer[128]; while (fgets(buffer, sizeof(buffer), p) != NULL) { printf("%s", buffer); } fclose(p);

十、综合实战：从文件读取学生信息

#include <stdio.h> #include <stdlib.h> typedef struct student { char name[20]; int age; double score; char sex[5]; } student; student tulun2510[30]; int len = 0; // 从文件读取 void FILE_ReadWrite_scanf() { FILE* p = fopen("D:\\12345\\FILE\\FILE_type_3.txt", "r"); if (p == NULL) { printf("文件创建失败\n"); return; } printf("文件存在\n"); while (1) { if (feof(p)) break; // 文件结束判断放在最前面 fscanf(p, "%s %d %lf %s\n", tulun2510[len].name, &tulun2510[len].age, &tulun2510[len].score, tulun2510[len].sex); len++; } // 输出 for (int i = 0; i < len; i++) { printf("%s %d %lf %s\n", tulun2510[i].name, tulun2510[i].age, tulun2510[i].score, tulun2510[i].sex); } fclose(p); } // 写入文件 void FILE_ReadWrite_printf() { FILE* p = fopen("D:\\12345\\FILE\\FILE_type_4.txt", "w"); if (p == NULL) { printf("文件创建失败\n"); return; } printf("文件存在\n"); for (int j = 0; j < len; j++) { fprintf(p, "%s %d %lf %s\n", tulun2510[j].name, tulun2510[j].age, tulun2510[j].score, tulun2510[j].sex); } fclose(p); } int main() { FILE_ReadWrite_scanf(); FILE_ReadWrite_printf(); return 0; }

注意：feof(p)的判断位置很重要！放在fscanf后面会污染最后一行导致少输出一行。

十一、面试考点与避坑指南

考点1：fopen的返回值必须检查

FILE* p = fopen("不存在的文件.txt", "r"); if (p == NULL) { // 必须检查 printf("文件打开失败\n"); return -1; }

考点2：fclose的重要性

// 忘记fclose会导致： // 1. 文件句柄泄漏 // 2. 缓冲区数据可能未写入磁盘 // 3. 其他程序无法访问该文件 FILE* p = fopen("test.txt", "w"); // ... 操作 ... // 忘记 fclose(p);

考点3：EOF的本质

// EOF是常量，值为-1 // fgetc返回int而不是char，就是为了能区分EOF和有效字符 char ch; // 错误：char可能无法表示EOF int ch; // 正确：用int接收 while ((ch = fgetc(p)) != EOF) { putchar(ch); }

考点4：fgets和fputs的区别

考点5：rewind的必要性

FILE* p = fopen("test.txt", "w+"); fputs("hello", p); // 指针移到末尾 // 此时直接读取会读不到任何东西 rewind(p); // 必须重置指针 char buf[100]; fgets(buf, 100, p); // 现在可以读取到"hello"

十二、函数速查表

十三、高级总结

十四、课后作业

1. 实现一个函数，统计文件中某个字符出现的次数

2. 实现一个函数，将文件中的所有小写字母转换为大写

3. 实现一个函数，将两个文件的内容合并到第三个文件

4. 用fprintf/fscanf实现学生信息的存取

5. 以下代码有什么问题？

   char ch; while ((ch = fgetc(p)) != EOF) { putchar(ch); }