如何在 C 语言中打开、关闭和写入文件

原文： File Handling in C — How to Open, Close, and Write to Files

如果你以前写过 C 语言的 helloworld 程序，你已经知道 C 语言里的基本文件 I/O：

/* C 语言里的简单的 hello world */
#include <stdlib.h>

// 导入 IO 函数
#include <stdio.h>

int main() {
    // This printf is where all the file IO magic happens!
    // How exciting!
    printf("Hello, world!\n");
    return EXIT_SUCCESS;
}

文件处理是编程中最重要的部分之一。在 C 语言中，我们使用一个文件类型的结构指针来声明一个文件：

FILE *fp;

C 语言提供了一些内建函数来执行基本的文件操作：

fopen() - 创建一个新文件或打开一个现有文件
fclose() - 关闭一个文件
getc() - 从文件中读取一个字符
putc() - 将一个字符写到一个文件中
fscanf() - 从一个文件中读取一组数据
fprintf() - 将一组数据写到一个文件中
getw() - 从文件中读取一个整数
putw() - 将一个整数写到一个文件中
fseek() - 将位置设置为期望的点
ftell() - 给出文件中的当前位置
rewind() - 将位置设置为起始点

打开一个文件

fopen() 函数用于创建一个文件或打开一个现有文件：

fp = fopen(const char filename,const char mode);

有许多模式可以打开一个文件：

r - 以读模式打开文件
w - 以写模式打开或创建一个文本文件
a - 以附加模式打开一个文件
r+ - 以读写模式打开一个文件
a+ - 以读写模式打开一个文件
w+ - 以读写模式打开一个文件

下面是一个从文件中读取数据和向文件中写入数据的例子：

#include<stdio.h>
#include<conio.h>
main()
{
FILE *fp;
char ch;
fp = fopen("hello.txt", "w");
printf("Enter data");
while( (ch = getchar()) != EOF) {
  putc(ch,fp);
}
fclose(fp);
fp = fopen("hello.txt", "r");

while( (ch = getc(fp)! = EOF)
  printf("%c",ch);
  
fclose(fp);
}

现在你可能在想，“这只是把文本打印到屏幕上。这个文件怎么会是 IO？”

答案起初并不明显，需要对 UNIX 系统有一些了解。在 UNIX 系统中，一切都被视为文件，这意味着你可以从文件中读取和写入文件。

这意味着你的打印机可以被抽象为一个文件，因为你对打印机所做的就是对它进行写入。把这些文件看作是流也是很有用的，因为你将在后面看到，你可以用 shell 重定向它们。

那么，这与 helloworld 和文件 IO 有什么关系？

当你调用 printf 时，你实际上只是在向一个叫作 stdout 的特殊文件写东西，这是 standard output（标准输出）的简称。stdout 代表由你的 shell 决定的标准输出，通常是终端。这就解释了为什么它会打印到你的屏幕上。

有两个流（即文件）可供你使用，即 stdin 和 stderr。stdin 代表 standard output（标准输出），你的 shell 通常将其连接到键盘上。stderr 代表 standard error output（标准错误输出），你的 shell 通常将其连接到终端。

基本文件 IO，或我如何学习创建管道

理论够多了，让我们写点代码吧！写入文件的最简单方法是使用输出重定向工具 > 来重定向输出流。

如果你想追加，你可以使用 >>：

# This will output to the screen...
./helloworld
# ...but this will write to a file!
./helloworld > hello.txt

毫不奇怪，hello.txt 的内容将是：

Hello, world!

假设我们有另一个叫作 greet 的程序，类似于 helloworld，它有一个给定的 name：

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>

int main() {
    // 初始化一个数组，存有 name
    char name[20];
    // 读取一个字符串，并把它存到 name
    scanf("%s", name);
    // 打印 greeting
    printf("Hello, %s!", name);
    return EXIT_SUCCESS;
}

我们可以使用 < 工具将 stdin 重定向为从文件中读取，而不是从键盘上读取：

# 写一个包含 name 的文件
echo Kamala > name.txt
# 这将从文件读取 name，并把 greeting 打印到屏幕上
./greet < name.txt
# ==> Hello, Kamala!
# 如果你想也把 greeting 写入一个文件，你可以使用 “>”

注意：这些重定向操作符是在 bash 和类似的 shell 中。

重要内容

上面的方法只适用于最基本的情况。如果你想做更大、更好的事情，你可能想从 C 语言中而不是通过 shell 来处理文件。

为了达到这个目的，你将使用一个叫作 fopen 的函数。这个函数需要两个字符串参数，第一个是文件名，第二个是模式。

模式基本上是权限，所以 r 代表读，w 代表写，a 代表追加。你也可以把它们结合起来，所以 rw 意味着你可以读和写该文件。还有更多的模式，但这些是最常用的。

在你有了 FILE 指针之后，你可以使用基本上与你原来使用的相同的 IO 命令，只是你必须在它们前面加上 f，并且第一个参数将是文件指针。例如，printf 的文件版本是 fprintf。

下面是一个名为 greetings 的程序，它从一个包含名字列表的文件中读取问候语，并将问候语写到另一个文件中：

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>

int main() {
    // 创建文件指针
    FILE *names = fopen("names.txt", "r");
    FILE *greet = fopen("greet.txt", "w");

    // 检查是否一切没问题
    if (!names || !greet) {
        fprintf(stderr, "File opening failed!\n");
        return EXIT_FAILURE;
    }

    // Greetings time!
    char name[20];
    // 持续读取所有内容
    while (fscanf(names, "%s\n", name) > 0) {
        fprintf(greet, "Hello, %s!\n", name);
    }

    // 到达末尾时，打印一条信息到终端以通知用户
    if (feof(names)) {
        printf("Greetings are done!\n");
    }

    return EXIT_SUCCESS;
}

names.txt 包含：

Kamala
Logan
Carol

然后，在运行 greetings 之后，文件 greet.txt 将包含：

Hello, Kamala!
Hello, Logan!
Hello, Carol!