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C 語言檔案操作完整指南：開關、讀寫、二進制與加密實戰

編輯：C 語言入門

一、檔案開啟與關閉

fopen - 開啟檔案

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

回傳 FILE* 指標，失敗回傳 NULL。常用模式：

模式	說明
r / rb	唯讀開啟文字/二進制檔，檔案必須存在
w / wb	唯寫建立/截斷文字/二進制檔
a / ab	附加寫入文字/二進制檔，不存在則建立
r+ / rb+	讀寫開啟現有文字/二進制檔
w+ / wb+	讀寫建立/截斷文字/二進制檔
a+ / ab+	讀寫附加開啟文字/二進制檔

錯誤處理範例：

FILE *fp = fopen("D:\\demo.txt", "rb");
if (fp == NULL) {
    perror("開啟失敗");
    exit(EXIT_FAILURE);
}

fclose - 關閉檔案

int fclose(FILE *fp); // 成功返回 0，失敗非 0

二、文字檔 vs 二進制檔

文字檔：以 ASCII 碼儲存，換行符 \n 在 Windows 可能轉為 \r\n，讀取遇 0x1A(Ctrl+Z) 視為 EOF。
二進制檔：位元級原始儲存，無任何轉換，適合圖片、影音、結構體序列化。

三、字元級讀寫：fgetc / fputc

int fgetc(FILE *fp);       // 讀取單一字元，EOF 表結束或錯誤
int fputc(int ch, FILE *fp); // 寫入單一字元

完整複製範例：

FILE *fp = fopen("src.txt", "r");
FILE *wp = fopen("dst.txt", "w");
int ch;
while ((ch = fgetc(fp)) != EOF) fputc(ch, wp);
fclose(fp); fclose(wp);

注意：EOF 為負值（通常 -1），故接收變數須為 int。可用 feof()、ferror() 區分結束與錯誤。

四、字串級讀寫：fgets / fputs

char *fgets(char *str, int n, FILE *fp); // 讀取 n-1 字元或換行
int fputs(const char *str, FILE *fp);    // 寫入字串（不含 \0）

逐行讀取範例：

#define MAX_LINE 1024
char line[MAX_LINE];
while (fgets(line, MAX_LINE, fp) != NULL) {
    printf("%s", line); // fgets 保留換行符
}

五、區塊級讀寫：fread / fwrite（二進制首選）

size_t fread(void *ptr, size_t size, size_t nmemb, FILE *fp);
size_t fwrite(const void *ptr, size_t size, size_t nmemb, FILE *fp);

二進制檔案複製（含圖片）：

FILE *rfp = fopen("src.png", "rb");
FILE *wfp = fopen("dst.png", "wb");
char buf[4096];
size_t len;
while ((len = fread(buf, 1, sizeof(buf), rfp)) > 0) {
    fwrite(buf, 1, len, wfp);
}
fclose(rfp); fclose(wfp);

六、隨機存取：fseek / ftell / rewind

fseek(fp, 0, SEEK_END);      // 移至檔尾
long fsize = ftell(fp);      // 取得檔案大小
fseek(fp, 0, SEEK_SET);      // 回到檔首

七、實戰：XOR 檔案加密/解密

利用 A ^ key ^ key = A 特性，對每個位元組異或固定金鑰（如 8）。

void encrypt_file(const char *in, const char *out, unsigned char key) {
    FILE *fin = fopen(in, "rb");
    FILE *fout = fopen(out, "wb");
    int ch;
    while ((ch = fgetc(fin)) != EOF) fputc(ch ^ key, fout);
    fclose(fin); fclose(fout);
}
// 解密同樣呼叫 encrypt_file，金鑰相同即可