C語言檔案操作完整指南：從字元到資料塊的讀寫函數

編輯：關於C語言

檔案觀念

C 語言將檔案視為字元串流，基本單位為位元組。所有操作函數宣告於 <stdio.h>。

檔案指標與開啟模式

FILE *fp = fopen("data.txt", "r");  // 唯讀
FILE *fp = fopen("data.bin", "wb"); // 二進位寫入
// 模式: r/w/a, + (讀寫), b (二進位)
// 開啟失敗回傳 NULL，必須檢查！

分層讀寫函數

層級	函數	用途
字元	`fgetc()` / `fputc()`	逐字元處理，適合文字過濾
字串	`fgets()` / `fputs()`	逐行讀寫，保留換行符
格式化	`fscanf()` / `fprintf()`	按格式解析/生成，如 `%d %s %f`
資料塊	`fread()` / `fwrite()`	二進位批量讀寫結構體/陣列，最高效

關鍵函數原型與範例

字元操作

int fgetc(FILE *fp);           // 回傳字元或 EOF
int fputc(int c, FILE *fp);    // 成功回傳字元，失敗 EOF

字串操作

char *fgets(char *s, int n, FILE *fp); // 讀 n-1 字元或遇 \n/EOF，末尾加 \0
int fputs(const char *s, FILE *fp);    // 成功 0，失敗 EOF

格式化操作

int fprintf(FILE *fp, const char *fmt, ...);
int fscanf(FILE *fp, const char *fmt, ...);

資料塊操作（二進位模式必須）

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

// 範例：寫入結構體陣列
struct student stu[20];
fwrite(&stu[1], sizeof(struct student), 2, fp); // 寫入第 1,2 元素

// 讀取單一結構體
struct student stu1;
fread(&stu1, sizeof(struct student), 1, fp);

檔案定位與狀態函數

int feof(FILE *fp);              // 非零=已到 EOF
void rewind(FILE *fp);           // 指標歸零
int fseek(FILE *fp, long offset, int whence); // whence: SEEK_SET/CUR/END
long ftell(FILE *fp);            // 回傳當前位移，失敗 -1L

取得檔案大小經典用法

fseek(fp, 0, SEEK_END);
long size = ftell(fp);
fseek(fp, 0, SEEK_SET); // 歸零繼續讀寫

常見錯誤與最佳實踐

忘記檢查 fopen 回傳值 → 解引用 NULL 崩潰。
文字模式讀寫二進位資料 → Windows 下 \n 轉換破壞資料，必須加 b 模式。
fread/fwrite 忽略回傳值 → 無法偵測部分讀寫或錯誤。
緩衝區未刷新 → 關鍵資料用 fflush(fp) 或關檔 fclose(fp) 強制寫入。
結構體含指標直接 fwrite → 只存指標值，重讀無效。需序列化或用固定長度陣列。

完整範例：二進位記錄存取

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

struct record { int id; char name[32]; double score; };

int main() {
    struct record r = {101, "Alice", 92.5};
    FILE *fp = fopen("records.dat", "wb");
    if (!fp) { perror("open"); return 1; }
    fwrite(&r, sizeof(r), 1, fp);
    fclose(fp);

    fp = fopen("records.dat", "rb");
    struct record r2;
    fread(&r2, sizeof(r2), 1, fp);
    printf("%d %s %.1f\n", r2.id, r2.name, r2.score);
    fclose(fp);
    return 0;
}

掌握四層讀寫 API 並理解串流定位機制，是 C 語言處理持久化資料的核心能力。