C 语言文件操作：读写文件和流处理

# 1. C 语言文件操作概述

### 1.1 文件操作的基本概念

文件操作是计算机编程中一个非常重要的部分，用于读取和写入文件中的数据。在C语言中，文件被视为一系列按照特定格式组织的字节数据。

C语言文件操作是对文件进行打开、关闭、读取和写入等操作的过程。通过文件操作，我们可以读取外部文件中的数据，也可以将程序结果写入到文件中。

### 1.2 C语言中文件操作的重要性

C语言的文件操作使得程序能够与外部环境进行数据交互，从而实现更复杂的功能。通过文件操作，可以实现数据的永久存储、数据的备份和共享、大型数据的处理等。

除此之外，文件操作也是C语言中重要的编程技巧之一，掌握文件操作可以帮助程序员更好地处理数据，提高程序的可靠性和可维护性。

### 1.3 文件操作相关的常用函数和库

在C语言中，文件操作相关的函数和库很多，下面列举了一些常用的：

- `fopen()`：打开文件
- `fclose()`：关闭文件
- `fscanf()`：从文件中读取数据
- `fprintf()`：向文件中写入数据
- `fgets()`：逐行读取文件
- `fputs()`：向文件中写入字符串
- `fseek()`：文件指针的定位和移动
- `ftell()`：获取文件指针的位置
- `perror()`：打印错误信息
- `errno`：处理文件操作中的异常情况

这些函数和库提供了丰富的文件操作功能，可以满足程序中对文件的各种需求。在后续章节中，我们将详细介绍这些函数的使用方法。

# 2. 打开和关闭文件

在 C 语言中，要进行文件操作首先要打开文件，然后才能读取和写入文件中的数据。本章将介绍如何使用 fopen() 函数打开文件，以及使用 fclose() 函数关闭文件。

### 2.1 使用 fopen() 打开文件

要打开一个文件，可以使用 fopen() 函数。该函数的原型如下：

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

其中，`filename` 是要打开的文件名，可以是相对路径或绝对路径；`mode` 是打开文件的模式，决定了文件是只读、只写还是可追加等。

以下是一些常用的文件打开模式：

- "r"：只读模式，打开文件用于读取，文件必须存在。
- "w"：只写模式，打开文件用于写入，如果文件不存在则创建新文件，如果文件已存在则清空文件。
- "a"：追加模式，打开文件用于写入，写入的数据将被追加到文件末尾，如果文件不存在则创建新文件。
- "r+"：读写模式，打开文件用于读取和写入，文件必须存在。
- "w+"：读写模式，打开文件用于读取和写入，如果文件不存在则创建新文件，如果文件已存在则清空文件。
- "a+"：读写模式，打开文件用于读取和写入，写入的数据将被追加到文件末尾，如果文件不存在则创建新文件。

下面是一个示例，演示如何打开一个文件用于读取：

#include <stdio.h>

int main() {
    FILE *file;

    file = fopen("example.txt", "r");
    if (file == NULL) {
        printf("Failed to open file.\n");
        return 1;
    }

    // 文件操作...

    fclose(file);

    return 0;
}

在上述示例中，通过调用 fopen("example.txt", "r") 打开了一个名为 example.txt 的文件，并指定了只读模式。如果文件打开成功，则返回的文件指针不为 NULL；如果文件打开失败，则返回 NULL。根据返回值是否为 NULL，可以判断文件是否成功打开。

### 2.2 使用 fclose() 关闭文件

在完成文件操作后，应该使用 fclose() 函数关闭文件。该函数的原型如下：

int fclose(FILE *stream);

其中，`stream` 是要关闭的文件指针。

以下是一个示例，演示如何打开和关闭一个文件：

#include <stdio.h>

int main() {
    FILE *file;

    file = fopen("example.txt", "r");
    if (file == NULL) {
        printf("Failed to open file.\n");
        return 1;
    }

    // 文件操作...

    fclose(file);

    return 0;
}

在上述示例中，通过调用 fclose(file) 关闭了之前打开的文件。文件关闭后，将无法再进行读写操作。

### 2.3 文件打开模式详解

文件打开模式决定了打开文件时所采用的读写方式。下面是文件打开模式的详细说明：

- "r"：只读模式，打开文件用于读取，文件必须存在。如果打开成功，则文件的指针被设置在文件的起始位置。
- "w"：只写模式，打开文件用于写入，如果文件不存在则创建新文件，如果文件已存在则清空文件。如果打开成功，则文件的指针被设置在文件的起始位置。
- "a"：追加模式，打开文件用于写入，写入的数据将被追加到文件末尾，如果文件不存在则创建新文件。如果打开成功，则文件的指针被设置在文件的末尾。
- "r+"：读写模式，打开文件用于读取和写入，文件必须存在。如果打开成功，则文件的指针被设置在文件的起始位置。
- "w+"：读写模式，打开文件用于读取和写入，如果文件不存在则创建新文件，如果文件已存在则清空文件。如果打开成功，则文件的指针被设置在文件的起始位置。
- "a+"：读写模式，打开文件用于读取和写入，写入的数据将被追加到文件末尾，如果文件不存在则创建新文件。如果打开成功，则文件的指针被设置在文件的末尾。

根据需要选择合适的文件打开模式，以便进行对应的读写操作。

本章介绍了打开和关闭文件的基本操作。在下一章节，我们将学习如何读取和写入文件中的数据。

# 3. 读取和写入文件

在本章中，我们将学习如何在C语言中进行文