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C語言檔案操作實戰：將 1000 以內質數寫入檔案

編輯：關於C

檔案 I/O 基礎：質數篩選與格式化輸出

結合質數判斷演算法與檔案操作，將 1000 以內所有質數寫入文字檔，同時在螢幕顯示，每行 10 個數字對齊排版。

完整程式碼

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

#define LIMIT 1000
#define FILEPATH "primes.txt"
#define PER_LINE 10

bool isPrime(int n) {
    if (n < 2) return false;
    if (n == 2) return true;
    if (n % 2 == 0) return false;
    for (int i = 3; i * i <= n; i += 2) {
        if (n % i == 0) return false;
    }
    return true;
}

int main() {
    FILE *fp = fopen(FILEPATH, "w");
    if (!fp) {
        perror("無法開啟檔案");
        return 1;
    }
    
    int count = 0;
    printf("1000 以內的質數：\n");
    
    for (int n = 2; n < LIMIT; n++) {
        if (isPrime(n)) {
            // 螢幕輸出：寬度 5 右對齊
            printf("%5d ", n);
            // 檔案輸出：寬度 4 右對齊
            fprintf(fp, "%4d ", n);
            count++;
            
            // 每行換行
            if (count % PER_LINE == 0) {
                printf("\n");
                fprintf(fp, "\n");
            }
        }
    }
    
    // 最後一行若未滿 PER_LINE，補換行
    if (count % PER_LINE != 0) {
        printf("\n");
        fprintf(fp, "\n");
    }
    
    fclose(fp);
    printf("\n總共找到 %d 個質數，已寫入 %s\n", count, FILEPATH);
    return 0;
}

關鍵函數說明

函數	用途	範例
fopen(path, "w")	開啟檔案寫入 (截斷/建立)	fp = fopen("primes.txt", "w")
fprintf(fp, fmt, ...)	格式化寫入檔案	fprintf(fp, "%d ", n)
fclose(fp)	關閉檔案，刷新緩衝區	fclose(fp)
perror(msg)	印出系統錯誤訊息	perror("開檔失敗")

質數判斷優化

試除法優化：只檢查到 sqrt(n)，且跳過偶數
埃拉托斯特尼篩法：O(n log log n) 批量篩選，更適合大範圍

篩法實作 (補充)

void sieve(int limit, FILE *fp) {
    bool *isPrime = calloc(limit + 1, sizeof(bool));
    for (int i = 2; i <= limit; i++) isPrime[i] = true;
    
    for (int i = 2; i * i <= limit; i++) {
        if (isPrime[i]) {
            for (int j = i * i; j <= limit; j += i)
                isPrime[j] = false;
        }
    }
    
    int count = 0;
    for (int i = 2; i <= limit; i++) {
        if (isPrime[i]) {
            fprintf(fp, "%4d ", i);
            if (++count % 10 == 0) fprintf(fp, "\n");
        }
    }
    free(isPrime);
}

檔案模式對照表

模式	說明	檔案存在	檔案不存在
r	唯讀	開啟	失敗
w	寫入 (截斷)	清空重寫	建立新檔
a	附加	移至末尾	建立新檔
r+	讀寫	開啟	失敗
w+	讀寫 (截斷)	清空重寫	建立新檔
a+	讀寫附加	移至末尾	建立新檔