C语言期末速成11：文件基本操作

fopen 模式与文件指针、fprintf/fputs 写入、fscanf/fgets 读取、fread/fwrite 二进制读写与 fseek 定位。

语言入门篇 · C语言期末速成 · 2026/08/09

C语言期末速成

本文是《C语言期末速成》系列第 11 篇。前面的输入输出都在”屏幕”上，这章让数据离开程序：把内容写进文件、从文件读回来。文件读写是上机题和期末考的常客，重点是 fopen 的模式、fprintf/fscanf 与 fgets/fputs 的取舍，以及 fread/fwrite 的二进制读写。

上一篇：C语言期末速成 10：结构体、共用体与链表

考点清单

  • 打开文件用 fopen(路径, 模式)，返回 FILE* 指针，失败返回 NULL，必须检查
  • 模式三兄弟：r 只读（文件必须存在）、w 只写（不存在则建、存在则清空）、a 追加（从末尾写）
  • r+/w+/a+ 是”读写”模式；w 系列会清空原文件，r 系列不会
  • 用完文件必须 fclose(fp)，成功返回 0，失败返回 EOF
  • 文本写入：fprintf(fp, ...)、fputs(s, fp)、fputc(c, fp)
  • 文本读取：fscanf(fp, ...)（遇空格/换行就停）、fgets(buf, n, fp)（读一行，含 \n）、fgetc(fp)
  • 二进制读写：fread/fwrite，实际字节数 = size × count，返回值是块数不是字节数
  • fseek(fp, offset, whence) 定位文件指针；ftell 返回当前位置；三个基准 SEEK_SET/CUR/END
  • 二进制模式用 "rb"/"wb"；Windows 下文本模式会转换换行符，二进制数据必须加 b

文件操作一般不是常考点，但可能会出那么一两个空，有能力的同学尽可能掌握。

一、打开与关闭文件：fopen 与 fclose

1.1 fopen：拿到”文件指针”

所有文件操作的第一步都是 fopen：

FILE *fp = fopen("test.txt", "w");
  • 第一个参数是文件名（路径），第二个参数是访问模式；
  • 返回 FILE*——文件指针，之后的读写都靠它；
  • 失败返回 NULL（文件不存在、路径错误、权限不足等），所以必须判空：
FILE *fp = fopen("test.txt", "w");
if (fp == NULL) {          /* 打开失败必须处理 */
    printf("打开失败\n");
    return 1;
}

1.2 六个模式（必背）

模式含义文件不存在文件已存在
r只读失败返回 NULL从开头读
w只写新建清空后从头写
a追加写新建从末尾追加
r+读写失败返回 NULL保留内容，从开头读写
w+读写新建清空后从头读写
a+读写追加新建读从头开始，写只能追加

记忆口诀：r 要求文件必须存在；w 是”先清空再写”；a 是”永远追加”。+ 表示”多给一个读或写权限”。二进制文件加 b："rb"、"wb"、"ab"、"rb+"……

1.3 fclose：用完关掉

int ret = fclose(fp);   /* 成功返回 0，失败返回 EOF */

fclose 会刷新缓冲区、关闭文件、释放相关内存。不关文件程序也能跑，但缓冲区的数据可能没落盘就丢了——养成习惯：打开的文件一定要记得关闭。

二、文本写入：fprintf / fputs / fputc

三种写文本的方式，fprintf 最常用：

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

fprintf(fp, "This is testing for fprintf...\n");   /* 格式化写：最常用 */
fputs("This is testing for fputs...\n", fp);        /* 写一个字符串（不自动换行） */
fputc('A', fp);                                     /* 写一个字符 */

fclose(fp);
  • fprintf 和 printf 几乎一样，只是多了第一个参数 fp——“printf 输出到屏幕，fprintf 输出到文件”；
  • fputs 不会自动加 \n，要换行得自己写；
  • 写模式打开时文件若不存在会自动新建（前提是路径所在的目录存在）。

三、文本读取：fscanf / fgets / fgetc

3.1 fscanf：按格式读，遇空格就停

char buff[255];
FILE *fp = fopen("test.txt", "r");
fscanf(fp, "%s", buff);       /* 读到第一个空格/换行就停 */
printf("1: %s\n", buff);
fclose(fp);

fscanf 和 scanf 一样有**“遇空格/换行就停”**的毛病：读单词好用，读整行不行。

3.2 fgets：读一整行（含换行）

char buff[255];
FILE *fp = fopen("test.txt", "r");
fgets(buff, 255, fp);   /* 最多读 254 个字符，读到 \n 或 EOF 为止 */
printf("%s", buff);
fclose(fp);

fgets(buf, n, fp) 读 n-1 个字符，遇到换行符或文件末尾提前结束，读到的结果包含换行符 \n，并自动补 \0。

3.3 fgetc：读一个字符

int ch = fgetc(fp);     /* 读一个字符；到达文件末尾返回 EOF */

返回类型是 int 而不是 char——因为要能表示 EOF（-1）。

3.4 完整读写示例（菜鸟教程经典例题）

#include <stdio.h>
int main(void) {
    FILE *fp = NULL;
    fp = fopen("/tmp/test.txt", "w+");     /* 写模式：不存在会新建 */
    fprintf(fp, "This is testing for fprintf...\n");
    fputs("This is testing for fputs...\n", fp);
    fclose(fp);

    fp = fopen("/tmp/test.txt", "r");
    char buff[255];
    fscanf(fp, "%s", buff);    /* 读到空格停，只拿到 This */
    printf("1: %s\n", buff);
    fgets(buff, 255, fp);      /* 接着读第一行剩余部分 */
    printf("2: %s\n", buff);
    fgets(buff, 255, fp);      /* 完整读完第二行 */
    printf("3: %s\n", buff);
    fclose(fp);
    return 0;
}

输出结果：fscanf 只读到了 This（遇空格停），两次 fgets 分别把第一行剩余和第二行读了出来。

四、二进制读写：fread 与 fwrite

文本文件是给人看的，二进制文件是给程序看的。fread/fwrite 直接按内存原样搬运数据块，没有格式转换开销，适合结构体、数组、大文件：

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

四个参数：目标/源指针、每块字节数、块数、文件指针。实际读写字节数 = size × count，返回值是”成功读写的块数”，不是字节数。

4.1 读写结构体（最常见考法）

typedef struct {
    int id;
    char name[50];
    float score;
} Student;

Student s = {101, "Alice", 95.5f};
FILE *fp = fopen("student.bin", "wb");

fwrite(&s, sizeof(Student), 1, fp);   /* 整个结构体当一块数据写入 */
fclose(fp);

fp = fopen("student.bin", "rb");      /* 再读回来 */
Student loaded;
fread(&loaded, sizeof(Student), 1, fp);
fclose(fp);

注意：结构体里不能用指针成员（如 char *name）——fwrite 只保存”指针的值（地址）“，不保存它指向的字符串内容；读回来时地址早已失效，就是悬空指针。要存字符串就用定长数组 char name[50]。

4.2 读写数组

int data[] = {1, 2, 3, 4, 5};
FILE *fp = fopen("array.bin", "wb");
fwrite(data, sizeof(int), 5, fp);   /* data 等价于 &data[0]，指向数组首地址 */
fclose(fp);

fp = fopen("array.bin", "rb");
int buf[5] = {0};
fread(buf, sizeof(int), 5, fp);
fclose(fp);

数组在内存中连续存放，可以一次读写整个数组。

4.3 返回值检查与 feof / ferror

fread 返回块数，若小于期望值，要么到文件末尾（EOF）、要么出错——要用 feof/ferror 区分：

size_t n = fread(buf, sizeof(int), 100, fp);
if (n < 100) {
    if (feof(fp))        printf("已到文件末尾，实际读了 %zu 个\n", n);
    else if (ferror(fp)) printf("读取过程中发生错误\n");
}
  • feof(fp)：是否到达文件末尾；
  • ferror(fp)：是否发生读写错误。

4.4 为什么二进制模式必须加 b

Windows 下文本模式会把 \n 自动转换成 \r\n，二进制数据被改一个字节就全毁了。Linux/macOS 下文本模式与二进制模式行为一致，但为了跨平台，二进制文件一律用 "rb"/"wb" 打开。

4.5 缓冲区刷新：fflush（加深）

标准库的 I/O 是带缓冲的，数据先攒在缓冲区里，缓冲区满或 fclose 时才真正写盘。如果程序在关键数据写入后崩溃，缓冲区里的内容就丢了：

fflush(fp);    /* 强制把缓冲区内容立刻刷到磁盘 */

fclose 内部会自动调用 fflush，所以关键数据写完后要么 fflush，要么尽早 fclose。

五、文件定位：fseek 与 ftell（加深）

fseek(fp, 10, SEEK_SET);   /* 从文件头算起，移到偏移 10 */
fseek(fp, 5, SEEK_CUR);    /* 从当前位置往后移 5 字节 */
fseek(fp, 0, SEEK_END);    /* 移到文件末尾 */

long pos = ftell(fp);      /* 当前位置距文件头的字节数 */
  • 三个基准：SEEK_SET 文件头、SEEK_CUR 当前位置、SEEK_END 文件尾；偏移可为负（往前移）；
  • 经典应用：先 fseek(fp, 0, SEEK_END) 再 ftell(fp)，就得到了文件大小（字节数）；
  • 只有 r+ 等读写模式才能”定位后覆盖写”；a 追加模式无视 fseek，永远写在文件末尾。

易错点 / 陷阱

  1. fopen 后不判 NULL：文件不存在/没权限时 fp 是 NULL，直接读写就崩。
  2. 用 r 模式打开不存在的文件：返回 NULL；要新建必须用 w/a。
  3. 用 w 模式清空了原文件：不想丢内容就用 a 追加或 r+ 读写。
  4. fscanf 与 fgets 混用：fscanf 读到空格就停，剩余内容会留给下一次读取，容易”错位”。
  5. fread 返回值当字节数：返回值是块数，实际字节数 = 返回值 × size。
  6. 结构体含指针成员直接 fwrite：保存的是地址不是内容，读回变悬空指针。
  7. 二进制文件用文本模式打开：Windows 下 \n 变 \r\n，数据被改写损坏。
  8. 忘记 fclose：缓冲区数据可能没落盘，文件也可能被占用无法删除/重写。
  9. 以为 a 模式能定位写：追加模式永远写末尾，fseek 不生效。

自测小练习

第 1 题：fopen("a.txt", "r") 打开一个不存在的文件，返回值是什么？

第 2 题：w 与 a 模式打开已存在文件时有什么本质区别？

第 3 题：fgets(buf, 100, fp) 最多读多少个字符？读到的内容包含换行符吗？

第 4 题：fread(p, sizeof(int), 100, fp) 的返回值是什么含义？要判断”到末尾还是出错”用哪两个函数？

第 5 题：结构体里要存字符串，用 fwrite 写文件时应该用指针成员还是定长数组？为什么？

参考答案
  1. 返回 NULL，必须判空处理。
  2. w 会清空原内容后从头写；a 保留原内容，在末尾追加。
  3. 最多 99 个字符（n-1），读到换行或 EOF 提前结束；包含换行符（读到 \n 的话）。
  4. 返回成功读写的块数（不是字节数）；用 feof(fp) 和 ferror(fp) 区分。
  5. 用定长数组。指针成员 fwrite 只保存地址值，读回时地址已失效，是悬空指针。

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