C语言标准I/O函数全面指南 - 指南

C标准I/O函数全面指南

本指南详细介绍了C语言中用于文件操作的标准输入/输出函数，包括单字符I/O、字符串I/O、格式化I/O、块I/O以及文件光标操作。每个部分包含函数定义、使用说明和实用示例，适合学习、复习以及博客发布。内容采用清晰的Markdown格式，代码规范，包含详细注释和最佳实践（如错误处理），以提升可读性和实用性。

1. 单字符读写：`fputc` 和 `fgetc`

函数定义

fgetc
```
#
include <stdio.h>
  int fgetc(FILE *stream)
  ;
```
- 功能：从指定文件中读取一个字符，并以无符号整数形式返回。
- 参数：stream - 文件指针。
- 返回值：
  - 成功：返回读取的字符（无符号整数形式）。
  - 失败：返回EOF并设置错误码。
fputc
```
#
include <stdio.h>
  int fputc(
  int c, FILE *stream)
  ;
```
- 功能：将指定字符c写入到文件指针stream指向的文件中。
- 参数：
  - c：要写入的字符（以无符号整数形式传递）。
  - stream：文件指针。
- 返回值：
  - 成功：返回写入的字符（无符号整数形式）。
  - 失败：返回EOF并设置错误码。

示例代码

以下示例展示如何使用fputc写入字符到文件，并用fgetc读取文件内容。

#
include <stdio.h>
  int main(
  ) {
  // 定义文件指针
  FILE *fp = NULL
  ;
  // 以只写模式打开文件
  if ((fp = fopen("file.txt"
  , "w"
  )
  ) == NULL
  ) {
  perror("fopen error"
  )
  ;
  return -1
  ;
  }
  // 写入字符串 "Hello"，每次写入一个字符
  fputc('H'
  , fp)
  ;
  fputc('e'
  , fp)
  ;
  fputc('l'
  , fp)
  ;
  fputc('l'
  , fp)
  ;
  fputc('o'
  , fp)
  ;
  fclose(fp)
  ;
  // 关闭文件
  // 以只读模式重新打开文件
  if ((fp = fopen("file.txt"
  , "r"
  )
  ) == NULL
  ) {
  perror("fopen error"
  )
  ;
  return -1
  ;
  }
  // 逐字符读取并打印
  char ch;
  while ((ch = fgetc(fp)
  ) != EOF
  ) {
  printf("%c "
  , ch)
  ;
  }
  fclose(fp)
  ;
  // 关闭文件
  return 0
  ;
  }

说明

写入：fputc每次写入一个字符，文件光标自动向后移动。
读取：fgetc每次读取一个字符，遇到文件末尾返回EOF。
注意：写入后光标位于文件末尾，直接读取会失败，因此需重新打开文件或使用rewind重置光标。

2. 字符串读写：`fgets` 和 `fputs`

函数定义

fputs
```
#
include <stdio.h>
  int fputs(
  const
  char *s, FILE *stream)
  ;
```
- 功能：将字符串s写入到文件指针stream指向的文件中（不包含字符串结束符\0）。
- 参数：
  - s：要写入的字符串。
  - stream：文件指针。
- 返回值：
  - 成功：返回写入的字符数（非负数）。
  - 失败：返回EOF。
fgets
```
#
include <stdio.h>
  char *fgets(
  char *s,
  int size, FILE *stream)
  ;
```
- 功能：从文件指针stream指向的文件中读取最多size-1个字符到数组s，遇到换行符或文件末尾停止，并在末尾自动添加\0。
- 参数：
  - s：存储读取数据的字符数组。
  - size：最多读取的字符数（包含末尾\0）。
  - stream：文件指针。
- 返回值：
  - 成功：返回s（字符数组起始地址）。
  - 失败或文件末尾：返回NULL。

示例代码

以下示例展示如何从终端输入字符串并写入文件，再从文件中读取并显示。

#
include <stdio.h>
  #
  include <string.h>
    int main(
    ) {
    // 定义文件指针
    FILE *fp = NULL
    ;
    // 以只写模式打开文件
    if ((fp = fopen("file.txt"
    , "w"
    )
    ) == NULL
    ) {
    perror("fopen error"
    )
    ;
    return -1
    ;
    }
    // 从终端输入字符串并写入文件
    char wbuf[128]
    ;
    while (1
    ) {
    printf("请输入字符串（输入quit退出）："
    )
    ;
    fgets(wbuf,
    sizeof(wbuf)
    , stdin
    )
    ;
    // 从标准输入读取
    wbuf[strcspn(wbuf, "\n"
    )] = '\0'
    ;
    // 移除换行符
    if (strcmp(wbuf, "quit"
    ) == 0
    ) {
    break
    ;
    }
    fputs(wbuf, fp)
    ;
    // 写入字符串
    fputc('\n'
    , fp)
    ;
    // 添加换行符
    }
    fclose(fp)
    ;
    // 以只读模式打开文件
    if ((fp = fopen("file.txt"
    , "r"
    )
    ) == NULL
    ) {
    perror("fopen error"
    )
    ;
    return -1
    ;
    }
    // 逐行读取并打印
    char rbuf[128]
    ;
    while (fgets(rbuf,
    sizeof(rbuf)
    , fp) != NULL
    ) {
    printf("读取到：%s"
    , rbuf)
    ;
    }
    fclose(fp)
    ;
    return 0
    ;
    }

说明

写入：fputs写入字符串，不包括\0，需手动添加换行符以分隔行。
读取：fgets读取一行（包含换行符），自动添加\0，适合逐行处理文本文件。
注意：fgets会保留输入的换行符，需用strcspn或类似方法移除。

3. 格式化读写：`fprintf` 和 `fscanf`

函数定义

fprintf
```
#
include <stdio.h>
  int fprintf(FILE *stream,
  const
  char *format, ...
  )
  ;
```
- 功能：按指定格式将数据写入文件。
- 参数：
  - stream：文件指针（可为stdout或stderr）。
  - format：格式化字符串，包含格式控制符（如%d、%s、%f、%lf）。
  - ...：可变参数，数量由格式控制符决定。
- 返回值：
  - 成功：返回写入的字符数。
  - 失败：返回负数。
fscanf
```
#
include <stdio.h>
  int fscanf(FILE *stream,
  const
  char *format, ...
  )
  ;
```
- 功能：按指定格式从文件中读取数据到变量中。
- 参数：
  - stream：文件指针（可为stdin）。
  - format：格式化字符串，包含格式控制符。
  - ...：变量地址列表，数量由格式控制符决定。
- 返回值：
  - 成功：返回成功读取的项数。
  - 失败或文件末尾：返回EOF并设置错误码。

示例代码

以下示例展示格式化读写到标准输出/输入和外部文件。

#
include <stdio.h>
  int main(
  ) {
  // 向标准输出写入格式化数据
  fprintf(stdout
  , "整数: %d, 小数: %.2f, 字符串: %s\n"
  , 520
  , 3.14
  , "I Love C"
  )
  ;
  // 从标准输入读取整数
  int num;
  printf("请输入一个整数："
  )
  ;
  if (fscanf(stdin
  , "%d"
  , &num) == 1
  ) {
  printf("读取到：%d\n"
  , num)
  ;
  }
  else {
  printf("读取失败\n"
  )
  ;
  }
  // 写入格式化数据到文件
  FILE *fp = NULL
  ;
  if ((fp = fopen("usr.txt"
  , "w"
  )
  ) == NULL
  ) {
  perror("fopen error"
  )
  ;
  return -1
  ;
  }
  fprintf(fp, "%s %d"
  , "admin"
  , 123456
  )
  ;
  // 写入用户名和密码
  fclose(fp)
  ;
  // 从文件中读取格式化数据
  if ((fp = fopen("usr.txt"
  , "r"
  )
  ) == NULL
  ) {
  perror("fopen error"
  )
  ;
  return -1
  ;
  }
  char usrName[20]
  ;
  int pwd;
  if (fscanf(fp, "%s %d"
  , usrName, &pwd) == 2
  ) {
  printf("用户名: %s, 密码: %d\n"
  , usrName, pwd)
  ;
  }
  else {
  printf("读取失败\n"
  )
  ;
  }
  fclose(fp)
  ;
  return 0
  ;
  }

说明

格式化：fprintf和fscanf支持多种数据类型（如整数、浮点数、字符串），灵活性高。
标准I/O：使用stdout或stdin可直接操作终端输入输出。
注意：fscanf读取时需确保变量地址正确，格式匹配，否则可能导致错误。

4. 格式串转字符串：`sprintf` 和 `snprintf`

函数定义

sprintf
```
#
include <stdio.h>
  int sprintf(
  char *str,
  const
  char *format, ...
  )
  ;
```
- 功能：将格式化数据转换为字符串，存储到字符数组str中。
- 参数：
  - str：目标字符数组。
  - format：格式化字符串。
  - ...：可变参数。
- 返回值：
  - 成功：返回转换的字符数（不含\0）。
  - 失败：返回EOF。
snprintf
```
#
include <stdio.h>
  int snprintf(
  char *str, size_t size,
  const
  char *format, ...
  )
  ;
```
- 功能：将格式化数据转换为字符串，最多存储size-1个字符到str，并添加\0。
- 参数：
  - str：目标字符数组。
  - size：最大存储字符数（含\0）。
  - format：格式化字符串。
  - ...：可变参数。
- 返回值：
  - 成功：返回应写入的字符数（不含\0）。
  - 如果超出size：返回应写入的字符数（但只写入size-1个字符）。
  - 失败：返回EOF。

示例代码

以下示例展示如何将多种数据类型组合成字符串。

#
include <stdio.h>
  int main(
  ) {
  char buf[20]
  ;
  // 使用 sprintf（不安全，可能溢出）
  sprintf(buf, "%d %s %.1f"
  , 1001
  , "zhangsan"
  , 99.5
  )
  ;
  printf("sprintf结果: %s\n"
  , buf)
  ;
  // 使用 snprintf（安全，限制长度）
  snprintf(buf,
  sizeof(buf)
  , "%d %s %.1f"
  , 1001
  , "zhangsan"
  , 99.5
  )
  ;
  printf("snprintf结果: %s\n"
  , buf)
  ;
  return 0
  ;
  }

说明

安全性：sprintf可能导致缓冲区溢出，推荐使用snprintf以限制写入长度。
用途：常用于将多种数据类型组合成字符串，便于后续处理或输出。
注意：确保buf大小足够容纳格式化结果，snprintf更适合现代编程。

5. 模块化读写：`fread` 和 `fwrite`

函数定义

fread
```
#
include <stdio.h>
  size_t fread(
  void *ptr, size_t size, size_t nmemb, FILE *stream)
  ;
```
- 功能：从文件读取nmemb项数据，每项大小为size字节，存储到ptr指向的内存。
- 参数：
  - ptr：存储数据的内存地址（支持任意类型）。
  - size：每项数据的大小（字节）。
  - nmemb：读取的项数。
  - stream：文件指针。
- 返回值：
  - 成功：返回实际读取的项数。
  - 失败或文件末尾：返回小于nmemb的值或0。
fwrite
```
#
include <stdio.h>
  size_t fwrite(
  const
  void *ptr, size_t size, size_t nmemb, FILE *stream)
  ;
```
- 功能：将ptr指向的nmemb项数据（每项size字节）写入文件。
- 参数：
  - ptr：要写入的数据地址。
  - size：每项数据的大小（字节）。
  - nmemb：写入的项数。
  - stream：文件指针。
- 返回值：
  - 成功：返回实际写入的项数。
  - 失败：返回小于nmemb的值或0。

示例代码

字符串读写

#
include <stdio.h>
  #
  include <string.h>
    int main(
    ) {
    FILE *fp = NULL
    ;
    // 以只写模式打开文件
    if ((fp = fopen("test.txt"
    , "w"
    )
    ) == NULL
    ) {
    perror("fopen error"
    )
    ;
    return -1
    ;
    }
    // 循环输入字符串并写入
    char wbuf[128]
    ;
    while (1
    ) {
    printf("请输入字符串（输入quit退出）："
    )
    ;
    fgets(wbuf,
    sizeof(wbuf)
    , stdin
    )
    ;
    wbuf[strcspn(wbuf, "\n"
    )] = '\0'
    ;
    if (strcmp(wbuf, "quit"
    ) == 0
    ) {
    break
    ;
    }
    fwrite(wbuf, strlen(wbuf)
    , 1
    , fp)
    ;
    // 写入字符串
    fwrite("\n"
    , 1
    , 1
    , fp)
    ;
    // 添加换行
    fflush(fp)
    ;
    // 刷新缓冲区
    }
    fclose(fp)
    ;
    // 以只读模式打开文件
    if ((fp = fopen("test.txt"
    , "r"
    )
    ) == NULL
    ) {
    perror("fopen error"
    )
    ;
    return -1
    ;
    }
    // 读取并输出
    char rbuf[10]
    ;
    size_t res;
    while ((res = fread(rbuf, 1
    ,
    sizeof(rbuf) - 1
    , fp)
    ) >
    0
    ) {
    rbuf[res] = '\0'
    ;
    // 添加结束符
    fwrite(rbuf, 1
    , res, stdout
    )
    ;
    // 输出到终端
    }
    fclose(fp)
    ;
    return 0
    ;
    }

整数读写

#
include <stdio.h>
  int main(
  ) {
  FILE *fp = NULL
  ;
  // 以只写模式打开文件
  if ((fp = fopen("test.txt"
  , "w"
  )
  ) == NULL
  ) {
  perror("fopen error"
  )
  ;
  return -1
  ;
  }
  // 写入整数
  int num = 16
  ;
  fwrite(&num,
  sizeof(
  int
  )
  , 1
  , fp)
  ;
  fclose(fp)
  ;
  // 以只读模式打开文件
  if ((fp = fopen("test.txt"
  , "r"
  )
  ) == NULL
  ) {
  perror("fopen error"
  )
  ;
  return -1
  ;
  }
  // 读取整数
  int key;
  if (fread(&key,
  sizeof(
  int
  )
  , 1
  , fp) == 1
  ) {
  printf("读取到: %d\n"
  , key)
  ;
  }
  else {
  printf("读取失败\n"
  )
  ;
  }
  fclose(fp)
  ;
  return 0
  ;
  }

结构体读写

#
include <stdio.h>
  #
  include <string.h>
    typedef
    struct {
    char name[20]
    ;
    int age;
    double score;
    } Stu;
    int main(
    ) {
    FILE *fp = NULL
    ;
    // 以只写模式打开文件
    if ((fp = fopen("test.txt"
    , "w"
    )
    ) == NULL
    ) {
    perror("fopen error"
    )
    ;
    return -1
    ;
    }
    // 定义并写入学生数据
    Stu students[] = {
    {
    "张三"
    , 18
    , 98.0
    }
    ,
    {
    "李四"
    , 20
    , 88.0
    }
    ,
    {
    "王五"
    , 16
    , 95.0
    }
    }
    ;
    fwrite(students,
    sizeof(Stu)
    , 3
    , fp)
    ;
    fclose(fp)
    ;
    // 以只读模式打开文件
    if ((fp = fopen("test.txt"
    , "r"
    )
    ) == NULL
    ) {
    perror("fopen error"
    )
    ;
    return -1
    ;
    }
    // 读取并显示一个学生信息
    Stu temp;
    if (fread(&temp,
    sizeof(Stu)
    , 1
    , fp) == 1
    ) {
    printf("姓名: %s, 年龄: %d, 成绩: %.2f\n"
    , temp.name, temp.age, temp.score)
    ;
    }
    fclose(fp)
    ;
    return 0
    ;
    }

说明

灵活性：fread和fwrite支持任意数据类型（如字符串、整数、结构体），适合二进制文件操作。
注意：二进制读写需确保数据结构对齐一致，跨平台时需考虑字节序。

6. 文件光标操作：`fseek`, `ftell`, `rewind`

函数定义

fseek
```
#
include <stdio.h>
  int fseek(FILE *stream,
  long offset,
  int whence)
  ;
```
- 功能：移动文件光标到指定位置。
- 参数：
  - stream：文件指针。
  - offset：偏移量（正：向后，负：向前，0：不动）。
  - whence：起始位置（SEEK_SET：文件开头，SEEK_CUR：当前位置，SEEK_END：文件末尾）。
- 返回值：
  - 成功：返回0。
  - 失败：返回-1并设置错误码。
ftell
```
#
include <stdio.h>
  long ftell(FILE *stream)
  ;
```
- 功能：获取文件光标的当前偏移量（相对于文件开头）。
- 参数：stream - 文件指针。
- 返回值：
  - 成功：返回当前偏移量（字节）。
  - 失败：返回-1并设置错误码。
rewind
```
#
include <stdio.h>
  void rewind(FILE *stream)
  ;
```
- 功能：将文件光标重置到文件开头（等效于fseek(stream, 0, SEEK_SET)）。
- 参数：stream - 文件指针。
- 返回值：无。

示例代码

以下示例展示如何操作文件光标并读取特定位置的数据。

#
include <stdio.h>
  #
  include <string.h>
    typedef
    struct {
    char name[20]
    ;
    int age;
    double score;
    } Stu;
    int main(
    ) {
    FILE *fp = NULL
    ;
    // 以读写模式打开文件
    if ((fp = fopen("test.txt"
    , "w+"
    )
    ) == NULL
    ) {
    perror("fopen error"
    )
    ;
    return -1
    ;
    }
    // 写入三个学生数据
    Stu students[] = {
    {
    "张三"
    , 18
    , 98.0
    }
    ,
    {
    "李四"
    , 20
    , 88.0
    }
    ,
    {
    "王五"
    , 16
    , 95.0
    }
    }
    ;
    fwrite(students,
    sizeof(Stu)
    , 3
    , fp)
    ;
    // 获取文件大小
    fseek(fp, 0
    , SEEK_END
    )
    ;
    printf("文件大小: %ld 字节\n"
    , ftell(fp)
    )
    ;
    // 移动光标到第二个学生
    fseek(fp,
    sizeof(Stu)
    , SEEK_SET
    )
    ;
    // 读取并显示第二个学生信息
    Stu temp;
    if (fread(&temp,
    sizeof(Stu)
    , 1
    , fp) == 1
    ) {
    printf("姓名: %s, 年龄: %d, 成绩: %.2f\n"
    , temp.name, temp.age, temp.score)
    ;
    }
    fclose(fp)
    ;
    return 0
    ;
    }

说明

光标操作：fseek灵活控制文件读取位置，ftell可用于计算文件大小。
重置光标：rewind适合在同一文件流中从头重新读取。
注意：二进制文件操作时，偏移量需与数据结构大小对齐。

总结与注意事项

文件操作流程：始终检查fopen返回值，确保文件打开成功；操作完成后使用fclose关闭文件。
错误处理：使用perror或检查返回值捕获错误，确保程序健壮性。
缓冲区管理：写入数据后可用fflush刷新缓冲区，确保数据及时写入。
安全性：优先使用snprintf而非sprintf，避免缓冲区溢出。
跨平台注意：二进制文件读写需考虑字节序和结构体对齐问题。

posted @ 2025-07-19 11:13 yfceshi 阅读(17) 评论(0) 收藏举报

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C语言 标准I/O函数全面指南 - 指南

C标准I/O函数全面指南

1. 单字符读写：fputc 和 fgetc

函数定义

示例代码

说明

2. 字符串读写：fgets 和 fputs

函数定义

示例代码

说明

3. 格式化读写：fprintf 和 fscanf

函数定义

示例代码

说明

4. 格式串转字符串：sprintf 和 snprintf

函数定义

示例代码

说明

5. 模块化读写：fread 和 fwrite

函数定义

示例代码

字符串读写

整数读写

结构体读写

说明

6. 文件光标操作：fseek, ftell, rewind

函数定义

示例代码

说明

总结与注意事项

C语言标准I/O函数全面指南 - 指南

1. 单字符读写：`fputc` 和 `fgetc`

2. 字符串读写：`fgets` 和 `fputs`

3. 格式化读写：`fprintf` 和 `fscanf`

4. 格式串转字符串：`sprintf` 和 `snprintf`

5. 模块化读写：`fread` 和 `fwrite`

6. 文件光标操作：`fseek`, `ftell`, `rewind`