C 語言檔案操作完整指南：FILE 結構、標準 I/O 函式與實戰範例

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C 語言檔案操作完整指南：FILE 結構、標準 I/O 函式與實戰範例

檔案操作是 C 語言系統程式設計的核心技能。本文系統整理 FILE* 指標、開檔模式、字元/字串/區塊讀寫、隨機存取、緩衝區控制等關鍵知識，並附上可直接編譯執行的完整範例程式碼。

一、`FILE*` 與 `fopen()`

FILE *fp = fopen("路徑/檔名", "開檔模式");

FILE 為 stdio.h 定義的結構，內含檔名、狀態、讀寫位置等資訊
fp 指向該結構，透過它操作實體檔案
開檔失敗回傳 NULL，務必檢查

開檔模式對照表

模式	說明	檔案須存在	建立新檔	可讀	可寫	定位
`r`	文字檔讀取	是	否	✓	✗	開頭
`w`	文字檔寫入	否	是（截斷）	✗	✓	開頭
`a`	文字檔附加	否	是	✗	✓	末尾
`rb`	二進位檔讀取	是	否	✓	✗	開頭
`wb`	二進位檔寫入	否	是（截斷）	✗	✓	開頭
`ab`	二進位檔附加	否	是	✗	✓	末尾
`r+`	文字檔讀/寫	是	否	✓	✓	開頭
`w+`	文字檔建立讀/寫	否	是（截斷）	✓	✓	開頭
`a+`	文字檔開啟讀/寫	否	是	✓	✓	末尾
`rb+`	二進位檔讀/寫	是	否	✓	✓	開頭
`wb+`	二進位檔建立讀/寫	否	是（截斷）	✓	✓	開頭
`ab+`	二進位檔開啟讀/寫	否	是	✓	✓	末尾

二、字元/字串順序讀寫

函式	原型	說明	失敗回傳
`fgetc`	`int fgetc(FILE *fp)`	讀取單一字元	`EOF`
`fputc`	`int fputc(int ch, FILE *fp)`	寫入單一字元	`EOF`
`fgets`	`char fgets(char buf, int size, FILE *fp)`	讀取一行（含換行、以 `\0` 結尾）	`NULL`
`fputs`	`int fputs(const char buf, FILE fp)`	寫入字串（不自動加換行）	`EOF`

三、隨機存取：`rewind`、`fseek`、`ftell`

void rewind(FILE *fp);                    // 定位至檔案開頭
int fseek(FILE *fp, long offset, int whence); // 移動讀寫位置
long ftell(FILE *fp);                     // 取得目前位置（位元組偏移）

`whence` 取值

SEEK_SET：檔案開頭 + offset
SEEK_CUR：目前位置 + offset
SEEK_END：檔案結尾 + offset

fseek 成功回傳 0，失敗 -1。

範例：取得檔案大小

#include <stdio.h>
int main() {
    FILE *fp;
    char filename[80];
    long length;
    printf("Input the file name: ");
    gets(filename);  // 教學用，實務請用 fgets
    fp = fopen(filename, "rb");
    if (fp == NULL) {
        printf("file not found!\n");
    } else {
        fseek(fp, 0, SEEK_END);
        length = ftell(fp);
        printf("the file length %ld bytes\n", length);
        fclose(fp);
    }
    return 0;
}

四、區塊讀寫：`fread`、`fwrite`

size_t fread(void *buffer, size_t size, size_t count, FILE *fp);
size_t fwrite(const void *buffer, size_t size, size_t count, FILE *fp);

buffer：資料緩衝區位址
size：單一資料項大小（位元組）
count：資料項數量
回傳實際讀寫的項數

範例：二進位陣列存取

#include <stdio.h>
int main() {
    FILE *pFile;
    float buffer[] = { 2.0, 3.0, 8.0 };
    pFile = fopen("myfile.bin", "wb");
    fwrite(buffer, 1, sizeof(buffer), pFile);  // 寫入整個陣列位元組
    fclose(pFile);
    float read[3];
    pFile = fopen("myfile.bin", "rb");
    fread(read, 1, sizeof(read), pFile);
    printf("%f\t%f\t%f\n", read[0], read[1], read[2]);
    fclose(pFile);
    return 0;
}