C语言程序设计(下)：文件操作技术指南

# 1. 引言

## 1.1 文件操作的重要性

文件操作是计算机编程中非常重要的一部分，它涉及到读取和写入文件的内容，并且能够实现数据的永久保存和共享。无论是存储用户数据、备份重要文件、处理大量数据等等，文件操作都是必不可少的。

## 1.2 C语言中的文件概念

在C语言中，文件是指存储在外部存储介质上（如硬盘、U盘）的一组有序的数据。操作文件需要先打开文件，然后进行读写操作，最后关闭文件。C语言提供了丰富的函数和方法来操作文件。

## 1.3 本章内容概述

本章将介绍C语言中文件的打开和关闭操作，文件读取和写入的基本方法，文件指针的定位和偏移，以及文件管理和目录操作等内容。通过学习本章的知识，您将能够灵活运用C语言来进行文件操作，提高程序的实用性和灵活性。

接下来，请您阅读第二章：文件的打开和关闭。

# 2. 文件的打开和关闭

在本章中，我们将探讨如何在C语言中打开和关闭文件。文件操作是C语言中非常重要的一部分，通过文件操作，可以读取和写入数据，实现持久化存储，并且能够与外部环境进行数据交互。

### 2.1 打开文件的基本方法

在C语言中，可以使用`fopen()`函数来打开一个文件。它的基本语法如下：

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

其中，`filename`为要打开的文件名字符串，`mode`为打开文件的模式字符串。成功打开后，`fopen()`函数返回一个指向`FILE`类型的指针，该指针将作为后续文件操作的参数。

### 2.2 文件打开模式及其含义

在C语言中，文件打开模式由一些字符表示，常用的模式包括：
- "r"：只读模式，打开一个文本文件，文件必须存在。
- "w"：只写模式，创建一个空文件进行写操作，如果文件存在，则清空文件内容。
- "a"：追加模式，打开一个文本文件进行写操作，如果文件存在，则在末尾追加数据。
- "r+"：读写模式，打开一个文本文件进行读写操作，文件必须存在。
- "w+"：读写模式，创建一个空文件进行读写操作，如果文件存在，则清空文件内容。
- "a+"：读写模式，打开一个文本文件进行读写操作，如果文件存在，则在末尾追加数据。

### 2.3 错误处理与异常情况

在打开文件时，可能会遇到诸如文件不存在、无法访问等异常情况。为了处理这些情况，可以使用`fopen()`函数的返回值进行错误检查。

FILE *fp = fopen("example.txt", "r");
if (fp == NULL) {
    // 错误处理代码
    fprintf(stderr, "无法打开文件！");
    exit(EXIT_FAILURE);
}

### 2.4 文件的关闭操作

打开文件后，应该在不再需要访问文件时进行关闭，以释放系统资源。使用`fclose()`函数可以关闭文件。

FILE *fp = fopen("example.txt", "r");
// 文件操作代码
fclose(fp);

### 2.5 实例演示：文件的打开和关闭

下面是一个简单的C语言程序，演示了如何打开和关闭文件：

#include <stdio.h>

int main() {
    FILE *fp;

    fp = fopen("example.txt", "w");
    if (fp == NULL) {
        fprintf(stderr, "无法打开文件！");
        return 1;
    }
    fprintf(fp, "这是一个示例文件！");
    fclose(fp);

    return 0;
}

在这个示例中，我们首先使用`fopen()`函数打开一个文件，然后进行写操作，最后使用`fclose()`函数关闭文件。这样就完成了文件的打开和关闭操作。

通过本章的学习，我们了解了在C语言中如何打开和关闭文件，以及相关的错误处理方法。在下一章节中，我们将学习如何进行文件的读取和写入操作。

# 3. 读取和写入文件

### 3.1 基本的读写文件函数：fgetc、fputc

在C语言中，我们可以使用一些基本的函数来实现文件的读取和写入操作。其中，使用fgetc函数可以逐个字符地读取一个文件的内容，而使用fputc函数可以将一个字符写入到文件中。

#include<stdio.h>

int main() {
   FILE *file;
   char c;

   // 打开文件
   file = fopen("example.txt", "r");
   if (file == NULL) {
      printf("文件打开失败！");
      return 0;
   }

   // 逐个字符读取文件内容
   while ((c = fgetc(file)) != EOF) {
      printf("%c", c);
   }

   // 关闭文件
   fclose(file);

   return 0;
}

**代码说明：**
- 首先，我们使用fopen函数打开一个文本文件，其中第一个参数是文件名，第二个参数是打开文件的模式（这里使用了"r"，表示只读模式）。
- 然后，我们通过一个while循环，使用fgetc函数逐个字符地读取文件的内容，直到文件结束标志EOF。
- 最后，使用fclose函数关闭文件。

### 3.2 逐行读取文件：fgets、fputs

除了逐个字符地读取文件，我们也可以逐行地读取文件的内容。为此，可以使用fgets函数逐行读取文件的内容，再使用fputs函数将字符串写入文件中。

#include<stdio.h>

int main() {
   FILE *file;
   char line[100];

   // 打开文件
   file = fopen("example.txt", "r");
   if (file == NULL) {
      printf("文件打开失败！");
      return 0;
   }

   // 逐行读取文件内容
   while (fgets(line, sizeof(line), file) != NULL) {
      printf("%s", line);
   }

   // 关闭文件
   fclose(file);

   return 0;
}

**代码说明：**
- 首先，我们使用fopen函数打开一个文本文件，具体操作和之前的示例一样。
- 然后，我们通过一个while循环，使用fgets函数逐行读取文件的内容，其中第一个参数是存放读取内容的字符数组，第二个参数是每行最大允许的字符数，第三个参数是文件指针。
- 最后，使用fclose函数关闭文件。

### 3.3 读写二进制文件：fread、fwrite

除了文本文件，C语言还可以读写二进制文件。可以使用fread函数从二进制文件中读取数据，使用fwrite函数将数据写入到二进制文件中。

#include<stdio.h>

struct employee {
   char name[50];
   int age;
   float salary;
};

int main() {
   FILE *file;
   struct employee emp;

   // 打开文件
   file = fopen("employee.dat", "rb");
   if (file == NULL) {
      printf("文件打开失败！");
      return 0;
   }

   // 读取二进制文件内容
   while (fread(&emp, sizeof(emp), 1, file) == 1) {
      printf("Name: %s\n", emp.name);
      printf("Age: %d\n", emp.age);
      printf("Salary: %.2f\n\n", emp.salary);
   }

   // 关闭文件
   fclose(file);

   return 0;
}

**代码说明：**
- 首先，我们定义了一个结构体employee，其中包含了员工的姓名、年龄和薪水。
- 然后，我们使用fopen函数打开一个二进制文件，具体操作和之前的示例一样。注意，这里的文件打开模式是"rb"，表示以二进制只读模式打开文件。
- 接着，使用fread函数逐个结构体地从二进制文件中读取数据，其中第一个参数是存放读取数据的结构体指针，第二个参数是结构体的大小，第三个参数是读取的数据个数，第四个参数是文件指针。
- 最后，使用fclose函数关闭文件。

### 3.4 实例演示：读取和写入文件

#include<stdio.h>

int main() {
   FILE *inFile;
   FILE *outFile;
   char c;

   // 打开输入文件
   inFile = fopen("input.txt", "r");
   if (inFile == NULL) {
      printf("输入文件打开失败！");
      return 0;
   }

   // 打开输出文件
   outFile = fopen("output.txt", "w");
   if (outFile == NULL) {
      printf("输出文件打开失败！");
      return 0;
   }

   // 逐个