在C語言中，文件操作是程序與外部數據交互的重要手段。通過文件操作，程序可以讀取外部文件中的數據，也可以將程序中的數據寫入外部文件。文件操作在數據處理、日志記錄、配置文件管理等方面有著廣泛的應用。本文將詳細介紹C語言中的文件操作，并通過實例分析幫助讀者深入理解文件操作的原理與應用。
在C語言中，文件操作是通過文件指針來實現的。文件指針是一個指向FILE結構體的指針，FILE結構體包含了文件的相關信息，如文件的位置、緩沖區狀態等。常用的文件指針類型為FILE*。
FILE *fp;
在進行文件操作之前，首先需要打開文件。C語言提供了fopen函數用于打開文件，其原型如下：
FILE *fopen(const char *filename, const char *mode);
filename：要打開的文件名。mode：打開文件的模式，常見的模式有：
"r"：只讀模式，文件必須存在。"w"：只寫模式，文件不存在則創建，存在則清空。"a"：追加模式，文件不存在則創建，存在則在文件末尾追加。"r+"：讀寫模式，文件必須存在。"w+"：讀寫模式，文件不存在則創建，存在則清空。"a+"：讀寫模式，文件不存在則創建，存在則在文件末尾追加。文件操作完成后，需要使用fclose函數關閉文件，以釋放資源。
int fclose(FILE *fp);
C語言提供了多種文件讀寫函數，常用的有：
fgetc：從文件中讀取一個字符。fputc：向文件中寫入一個字符。fgets：從文件中讀取一行字符串。fputs：向文件中寫入一行字符串。fread：從文件中讀取數據塊。fwrite：向文件中寫入數據塊。fscanf：從文件中格式化讀取數據。fprintf：向文件中格式化寫入數據。以下是一個簡單的文件讀取實例，程序讀取文件中的內容并輸出到控制臺。
#include <stdio.h>
int main() {
FILE *fp;
char ch;
fp = fopen("example.txt", "r");
if (fp == NULL) {
printf("文件打開失敗\n");
return 1;
}
while ((ch = fgetc(fp)) != EOF) {
putchar(ch);
}
fclose(fp);
return 0;
}
以下是一個簡單的文件寫入實例，程序將用戶輸入的內容寫入文件。
#include <stdio.h>
int main() {
FILE *fp;
char str[100];
fp = fopen("example.txt", "w");
if (fp == NULL) {
printf("文件打開失敗\n");
return 1;
}
printf("請輸入要寫入文件的內容：");
fgets(str, 100, stdin);
fputs(str, fp);
fclose(fp);
return 0;
}
以下是一個文件復制實例，程序將一個文件的內容復制到另一個文件。
#include <stdio.h>
int main() {
FILE *src, *dest;
char ch;
src = fopen("source.txt", "r");
if (src == NULL) {
printf("源文件打開失敗\n");
return 1;
}
dest = fopen("destination.txt", "w");
if (dest == NULL) {
printf("目標文件打開失敗\n");
fclose(src);
return 1;
}
while ((ch = fgetc(src)) != EOF) {
fputc(ch, dest);
}
fclose(src);
fclose(dest);
return 0;
}
以下是一個文件追加實例，程序將用戶輸入的內容追加到文件末尾。
#include <stdio.h>
int main() {
FILE *fp;
char str[100];
fp = fopen("example.txt", "a");
if (fp == NULL) {
printf("文件打開失敗\n");
return 1;
}
printf("請輸入要追加的內容：");
fgets(str, 100, stdin);
fputs(str, fp);
fclose(fp);
return 0;
}
以下是一個文件刪除實例，程序刪除指定的文件。
#include <stdio.h>
int main() {
char filename[100];
printf("請輸入要刪除的文件名：");
scanf("%s", filename);
if (remove(filename) == 0) {
printf("文件刪除成功\n");
} else {
printf("文件刪除失敗\n");
}
return 0;
}
以下是一個文件重命名實例，程序將指定的文件重命名。
#include <stdio.h>
int main() {
char oldname[100], newname[100];
printf("請輸入原文件名：");
scanf("%s", oldname);
printf("請輸入新文件名：");
scanf("%s", newname);
if (rename(oldname, newname) == 0) {
printf("文件重命名成功\n");
} else {
printf("文件重命名失敗\n");
}
return 0;
}
以下是一個文件定位實例，程序通過fseek函數定位文件指針，并讀取指定位置的內容。
#include <stdio.h>
int main() {
FILE *fp;
char ch;
fp = fopen("example.txt", "r");
if (fp == NULL) {
printf("文件打開失敗\n");
return 1;
}
fseek(fp, 10, SEEK_SET); // 從文件開頭偏移10個字節
ch = fgetc(fp);
printf("第10個字符是：%c\n", ch);
fclose(fp);
return 0;
}
以下是一個文件錯誤處理實例，程序通過ferror函數檢查文件操作是否出錯。
#include <stdio.h>
int main() {
FILE *fp;
fp = fopen("example.txt", "r");
if (fp == NULL) {
printf("文件打開失敗\n");
return 1;
}
if (ferror(fp)) {
printf("文件操作出錯\n");
} else {
printf("文件操作正常\n");
}
fclose(fp);
return 0;
}
二進制文件操作與文本文件操作類似，但在打開文件時需要指定二進制模式。以下是一個二進制文件讀寫實例。
#include <stdio.h>
struct Student {
char name[50];
int age;
float score;
};
int main() {
FILE *fp;
struct Student stu = {"張三", 20, 95.5};
fp = fopen("student.dat", "wb");
if (fp == NULL) {
printf("文件打開失敗\n");
return 1;
}
fwrite(&stu, sizeof(struct Student), 1, fp);
fclose(fp);
fp = fopen("student.dat", "rb");
if (fp == NULL) {
printf("文件打開失敗\n");
return 1;
}
struct Student stu2;
fread(&stu2, sizeof(struct Student), 1, fp);
printf("姓名：%s，年齡：%d，成績：%.2f\n", stu2.name, stu2.age, stu2.score);
fclose(fp);
return 0;
}
文件加密與解密是通過對文件內容進行某種變換來實現的。以下是一個簡單的文件加密與解密實例。
#include <stdio.h>
void encryptFile(const char *filename, const char *outputFilename) {
FILE *fp, *output;
char ch;
fp = fopen(filename, "r");
if (fp == NULL) {
printf("文件打開失敗\n");
return;
}
output = fopen(outputFilename, "w");
if (output == NULL) {
printf("文件打開失敗\n");
fclose(fp);
return;
}
while ((ch = fgetc(fp)) != EOF) {
fputc(ch + 1, output); // 每個字符加1
}
fclose(fp);
fclose(output);
}
void decryptFile(const char *filename, const char *outputFilename) {
FILE *fp, *output;
char ch;
fp = fopen(filename, "r");
if (fp == NULL) {
printf("文件打開失敗\n");
return;
}
output = fopen(outputFilename, "w");
if (output == NULL) {
printf("文件打開失敗\n");
fclose(fp);
return;
}
while ((ch = fgetc(fp)) != EOF) {
fputc(ch - 1, output); // 每個字符減1
}
fclose(fp);
fclose(output);
}
int main() {
encryptFile("example.txt", "encrypted.txt");
decryptFile("encrypted.txt", "decrypted.txt");
return 0;
}
文件壓縮與解壓縮是通過某種算法減少文件大小或恢復文件內容的過程。以下是一個簡單的文件壓縮與解壓縮實例。
#include <stdio.h>
void compressFile(const char *filename, const char *outputFilename) {
FILE *fp, *output;
char ch, prevCh;
int count = 1;
fp = fopen(filename, "r");
if (fp == NULL) {
printf("文件打開失敗\n");
return;
}
output = fopen(outputFilename, "w");
if (output == NULL) {
printf("文件打開失敗\n");
fclose(fp);
return;
}
prevCh = fgetc(fp);
while ((ch = fgetc(fp)) != EOF) {
if (ch == prevCh) {
count++;
} else {
fprintf(output, "%c%d", prevCh, count);
prevCh = ch;
count = 1;
}
}
fclose(fp);
fclose(output);
}
void decompressFile(const char *filename, const char *outputFilename) {
FILE *fp, *output;
char ch;
int count;
fp = fopen(filename, "r");
if (fp == NULL) {
printf("文件打開失敗\n");
return;
}
output = fopen(outputFilename, "w");
if (output == NULL) {
printf("文件打開失敗\n");
fclose(fp);
return;
}
while (fscanf(fp, "%c%d", &ch, &count) != EOF) {
for (int i = 0; i < count; i++) {
fputc(ch, output);
}
}
fclose(fp);
fclose(output);
}
int main() {
compressFile("example.txt", "compressed.txt");
decompressFile("compressed.txt", "decompressed.txt");
return 0;
}
本文詳細介紹了C語言中的文件操作，包括文件指針、文件的打開與關閉、文件的讀寫操作等基礎知識，并通過多個實例分析了文件讀取、寫入、復制、追加、刪除、重命名、定位、錯誤處理等操作。此外，還介紹了二進制文件操作、文件加密與解密、文件壓縮與解壓縮等高級文件操作。通過本文的學習，讀者應能夠掌握C語言中的文件操作，并能夠應用于實際編程中。
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