C 語言文件讀寫四大模式深度對比：字元、字串、塊、格式化操作完整實戰指南

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四大讀寫模式總覽

模式	函數對	單位	適用場景	關鍵特性
字元	fgetc/fputc	1 字節	逐字元處理、簡單過濾	每次 1 字節，低效
字串	fgets/fputs	行/字串	文本行讀取、配置檔解析	遇 \n 停止，自動加 \0
塊	fread/fwrite	任意結構體	二進制序列化、結構體陣列	原始記憶體映射，高效
格式化	fscanf/fprintf	文本欄位	文本報表、日誌、CSV 類	人類可讀，自動型別轉換

一、字元讀寫：fgetc/fputc


int fputc(int ch, FILE* fp); // 成功返回寫入字元，失敗 EOF
int fgetc(FILE* fp);         // 成功返回字元(0-255)，失敗 EOF

關鍵細節：

fputc 只寫入 ch 低 8 位（ch & 0xFF）
fgetc 返回 int 而非 char，必須用 int 接收 以區分有效 0xFF 與 EOF(-1)
二進制檔中 0xFF 合法，若用 char 接收會誤判為 EOF

二、字串讀寫：fgets/fputs


int fputs(const char* s, FILE* fp);
char* fgets(char* s, int n, FILE* fp); // 讀 n-1 字元或遇 \n 止，補 \0

關鍵行為：fgets 遇 \n 會將 \n 讀入緩衝區並停止。這是區分「空行」與「檔案結束」的關鍵。

三、塊讀寫：fread/fwrite（二進制序列化王者）


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);

size：單個元素大小（通常 sizeof(Struct)）
nmemb：元素個數
返回值：成功讀寫的元素個數（而非字節數）
鐵律：fwrite 寫入必配 fread 讀取，勿混用格式化/字串函數

四、格式化讀寫：fscanf/fprintf（人類可見文本）


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

本質差異：格式化將 int 32768 寫為 5 字元 '3','2','7','6','8'（佔 5 字節），而塊寫入佔 4 字節原始二進制。格式化 = 型別轉字串 + 寫入。

完整對比實測程式碼


typedef struct { char name[20]; double score; int age; } Student;
Student s1[3] = {{"liudehua",85.5,45},{"zhangxueyou",79.3,47},{"guofucheng",83.4,43}};
Student s2[3];
FILE* fp = fopen("test.txt", "wb+");

// 1. 塊寫入
fwrite(s1, sizeof(Student), 3, fp);
rewind(fp);
fread(s2, sizeof(Student), 3, fp); // 完美還原

// 2. 格式化寫入
for (int i=0;i<3;i++)
    fprintf(fp, "%s %lf %d\n", s1[i].name, s1[i].score, s1[i].age);
rewind(fp);
for (int i=0;i<3;i++)
    fscanf(fp, "%s %lf %d", s2[i].name, &s2[i].score, &s2[i].age);

// 3. 文本 vs 二進制模式差異
fprintf(fp, "%d", 32768); // 文本模式寫 5 字節 '3','2','7','6','8'
fwrite(&n, sizeof(int), 1, fp); // 二進制寫 4 字節 0x00 0x80 0x00 0x00

檔案內容十六進制對比（核心洞察）

方式	檔案內容	大小	可讀性
塊寫入	原始記憶體映射（含結構體填充位元組）	固定	不可讀
格式化	人類可讀文本（數字轉字元、含分隔符）	可變	可讀
文本模式	\n → \r\n (Windows)	略大	可讀
二進制模式	位元組原樣	精確	不可讀