C语言文件处理完全指南：fopen、fprintf、fread 与 fseek

C语言文件处理完全指南

本教程通过清晰实战示例，指导你掌握C语言文件I/O，涵盖文本与二进制操作。

文件是计算机存储上用于长期保存数据的逻辑容器。

为何使用文件？

• 数据在程序结束后持久化，防止信息丢失。
• 大数据集可一次存储，通过少量C命令快速访问。
• 文件可在计算机间移动无需修改。

文件类型

C语言主要涉及两类文件：

1. 文本文件
2. 二进制文件

文本文件

纯文本文件（如 .txt）可用任意文本编辑器编辑。易读、易维护、易传输，但占空间大、安全性低。

二进制文件

二进制文件（常用 .bin）以原始字节（0和1）存储数据。体积紧凑、不可人读、数据完整性和安全性更好。

核心文件操作

无论类型，C文件处理围绕四大操作：

1. 创建新文件
2. 打开现有文件
3. 关闭文件
4. 读取或写入文件

准备文件指针

所有文件操作需要 FILE * 指针引用打开的文件：

FILE *fptr;

打开文件：创建与编辑

fopen()（声明于 stdio.h）打开文件并返回 FILE * 指针。语法：

fptr = fopen("filename", "mode");

示例：

fopen("E:\\cprogram\\newprogram.txt", "w");
fopen("E:\\cprogram\\oldprogram.bin", "rb");

说明：

• newprogram.txt 以模式 'w' 创建（若不存在）并打开写入，覆盖现有内容。
• oldprogram.bin 以模式 'rb' 打开仅供二进制读取；尝试写入将失败。

关闭文件

完成所有I/O操作后，务必用 fclose() 关闭文件以释放资源并刷新缓冲区：

fclose(fptr);

文本文件I/O

文本文件用 fprintf() 和 fscanf() 处理，它们是 printf() 和 scanf() 的文件版，首参需 FILE * 指针。

示例 1：写入文本文件

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
int main() {
    int num;
    FILE *fptr;
    // 根据操作系统调整路径
    fptr = fopen("C:\\program.txt", "w");
    if (fptr == NULL) {
        printf("打开文件失败\n");
        exit(EXIT_FAILURE);
    }
    printf("输入一个数字: ");
    scanf("%d", &num);
    fprintf(fptr, "%d", num);
    fclose(fptr);
    return 0;
}

程序从用户获取整数并写入 program.txt。

示例 2：读取文本文件

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
int main() {
    int num;
    FILE *fptr;
    fptr = fopen("C:\\program.txt", "r");
    if (fptr == NULL) {
        printf("打开文件失败\n");
        exit(EXIT_FAILURE);
    }
    fscanf(fptr, "%d", &num);
    printf("读取值: %d\n", num);
    fclose(fptr);
    return 0;
}

在示例1后运行将显示存储的整数。

fgetc() 和 fputc() 等工具遵循相同模式。

二进制文件I/O

二进制文件用 fwrite() 写入、fread() 读取。两函数均接受四参数：数据指针、元素大小、元素个数、FILE * 指针。

写入二进制文件

fwrite(addressData, sizeData, numberData, filePointer);

示例 3：用 fwrite() 写入二进制文件

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
struct threeNum {
    int n1, n2, n3;
};
int main() {
    int i;
    struct threeNum num;
    FILE *fptr;
    fptr = fopen("C:\\program.bin", "wb");
    if (fptr == NULL) {
        printf("打开文件失败\n");
        exit(EXIT_FAILURE);
    }
    for (i = 1; i < 5; ++i) {
        num.n1 = i;
        num.n2 = 5 * i;
        num.n3 = 5 * i + 1;
        fwrite(&num, sizeof(struct threeNum), 1, fptr);
    }
    fclose(fptr);
    return 0;
}

读取二进制文件

fread() 签名与 fwrite() 对应：

fread(addressData, sizeData, numberData, filePointer);

示例 4：用 fread() 读取二进制文件

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
struct threeNum {
    int n1, n2, n3;
};
int main() {
    int i;
    struct threeNum num;
    FILE *fptr;
    fptr = fopen("C:\\program.bin", "rb");
    if (fptr == NULL) {
        printf("打开文件失败\n");
        exit(EXIT_FAILURE);
    }
    for (i = 1; i < 5; ++i) {
        fread(&num, sizeof(struct threeNum), 1, fptr);
        printf("n1: %d\tn2: %d\tn3: %d\n", num.n1, num.n2, num.n3);
    }
    fclose(fptr);
    return 0;
}

程序复现示例3写入的数据。

用 fseek() 实现随机访问

文件含大量记录时，顺序遍历到特定条目效率低。fseek() 移动文件指针到任意位置，实现直接访问。

语法

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

• stream：fopen() 返回的指针。
• offset：移动字节数。
• whence：起始点 – SEEK_SET、SEEK_CUR 或 SEEK_END。

示例 5：用 fseek() 逆序读取

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
struct threeNum {
    int n1, n2, n3;
};
int main() {
    int i;
    struct threeNum num;
    FILE *fptr;
    fptr = fopen("C:\\program.bin", "rb");
    if (fptr == NULL) {
        printf("打开文件失败\n");
        exit(EXIT_FAILURE);
    }
    // 移至最后一条记录
    fseek(fptr, -sizeof(struct threeNum), SEEK_END);
    for (i = 1; i < 5; ++i) {
        fread(&num, sizeof(struct threeNum), 1, fptr);
        printf("n1: %d\tn2: %d\tn3: %d\n", num.n1, num.n2, num.n3);
        // 后退两条记录（当前+再一条）读取前一条
        fseek(fptr, -2 * sizeof(struct threeNum), SEEK_CUR);
    }
    fclose(fptr);
    return 0;
}

片段演示如何从最后一条记录开始逆序遍历二进制文件。