C Gossip: 未格式化檔案 I/O

要處理檔案的輸出入，您必須先include <stdio.h>標頭，如果要處理檔案輸出，您要使用fopen()函式開啟檔案，fopen()函式的雛型宣告如下： 

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

FILE是個struct自訂型態：

typedef struct _iobuf
{
    char*    _ptr;
    int    _cnt;
    char*    _base;
    int    _flag;
    int    _file;
    int    _charbuf;
    int    _bufsiz;
    char*    _tmpfname;
} FILE;

fopen()會傳回一個FILE實例的位址值，實際上您不太需要了解FILE的每個成員作用，您只要將FILE的位址值傳給像是fgetc()、fputc()、fgets()、fputs()的函式進檔案I/O處理即可，fopen ()的第一個參數用來指定要開啟的檔案名稱，第二個參數用來指定檔案I/O模式，模式基本上就是讀、寫、附加，分別可使用r、w與a來設定，如果加上+， 表示檔案可讀可寫，如果加上b，表示以區塊（block）方式，即二進位方式進行讀寫，例如以下是可設定的模式：

r	開啟檔案進行唯讀，若檔案不存在，則傳回NULL
w	開啟檔案進行唯寫，若檔案不存在，則建立新檔，則檔案存在則將之刪除，再建立新檔
a	開啟檔案進行附加，若檔案存在，則資料從檔案尾端寫入，則檔案不存在則建立新檔
rb	以二進位模式開啟檔案進行唯讀，Windows 下需要加 b，Linux 下則會予以忽略
wb	以二進位模式開啟檔案進行唯寫，Windows 下需要加 b，Linux 下則會予以忽略
ab	以二進位模式開啟檔案進行附加，Windows 下需要加 b，Linux 下則會予以忽略
r+	開啟檔案進行讀寫，若檔案不存在，則建立新檔，若檔案存在，資料將從檔案開頭進行覆寫
w+	開啟檔案進行讀寫，若檔案不存在，則建立新檔，若檔案存在則覆寫原有的資料
a+	開啟檔案進行附加、讀取，若檔案不存在則建立新檔，若檔案存在，則資料從檔案尾端寫入
r+b	以二進位方式開啟檔案進行讀寫，Windows 下需要加 b，Linux 下則會予以忽略
w+b	以二進位方式開啟檔案進行讀寫，Windows 下需要加 b，Linux 下則會予以忽略
a+b	以二進位方式開啟檔案進行附加、讀取，Windows 下需要加 b，Linux 下則會予以忽略

Windows作業系統將文字檔和二進位檔案當作兩種不同的檔案，而Linux則不區別，在Windows下讀寫非文字檔案，必須加上b模式，在Linux下則會忽略b。

例如以下的程式片段可開啟一個檔案進行讀取：

FILE *file = fopen("test.txt", "w");

若開啟檔案成功，則file將儲存位址值，您可以使用以下的程式片段來測試檔案是否開啟成功：

if(file == NULL) {
    puts("檔案開啟失敗");
}

NULL為使用#define定義的展開字，其值為0：

#define NULL 0

fopen()會使用緩衝區來減少對磁碟的實際I/O，以加快檔案存取效率，當您在程式中進行讀寫動作時，實際上會先對緩衝區作存取，而非實際的磁碟，檔案開啟一個重要的觀念與習慣是，不使用檔案時，一定要記得關閉檔案，閉關檔案會將緩衝區中的資料真正寫入磁碟，若忘了關閉檔案，可能會造成資料的遺失。

您可以使用fclose()來關閉檔案：

int fclose(FILE *fp);

若檔案正常關閉，則傳回0，否則將傳回非0值。

開啟檔案之後，您可以使用fgetc()來讀取檔案中的字元，使用fputc()來將字元寫入檔案：

int fgetc(FILE* fp);
int fputc(int ch, FILE *fp);

fgetc()傳入FILE實例的位址值，每執行一次就會從檔案中讀取一個字元，直到讀到檔尾（End of File, EOF）為止，文字模式時判斷檔案結尾，可以如下撰寫：

while((ch = fgetc(file)) != EOF) {
    ...
}

使用fgetc()，只要指定FILE位址值給它就可以了，而fputc()則指定要寫入的字元及FILE位址值。

下面這個程式直接示範如何讀取並寫入純文字檔案，會將指定的檔案讀取並複製至另一個檔案：

#include <stdio.h> 
                                                                                
int main(int argc, char* argv[]) {
    if(argc != 3) { 
        puts("指令: copy <來源檔案名稱> <目的檔案名稱>"); 
        return 1; 
    } 
                         
    FILE *file1 = fopen(argv[1], "r");                            
    if(!file1) { 
        puts("來源檔案開啟失敗"); 
        return 1; 
    }
    
    FILE *file2 = fopen(argv[2], "w");
    if(!file2) { 
        puts("目的檔案開啟失敗"); 
        return 1; 
    }    

    char ch;                                      
    while((ch = fgetc(file1)) != EOF) { 
        fputc(ch, file2);
    } 
          
    fclose(file1);
    fclose(file2);
        
    return 0; 
}

您也可以使用fgets()來讀取整個字串，使用fputs()來寫入整個字串：

char* fgets(char *str, int length, FILE *fp);
int fputs(char *str, FILE *fp);

fgets()第一個參數為要讀入的字串儲存的陣列位址，第二個參數為要讀入的字元長度，由於字串必須包留字元陣列最後一個元素為空白字元，才視之為字 串，所以實際讀入的長度為length - 1，第三個參數為FILE位址值，而fputs()第一個參數為寫入的字串，第二個參數為FILE位址值。

以下的程式使用fgets()、fputs()改寫上面這個程式：

#include <stdio.h> 
                                                                                
int main(int argc, char* argv[]) {
    if(argc != 3) { 
        puts("指令: copy <來源檔案名稱> <目的檔案名稱>"); 
        return 1; 
    } 
                         
    FILE *file1 = fopen(argv[1], "r");
    if(!file1) { 
        puts("來源檔案開啟失敗"); 
        return 1; 
    }
    
    FILE *file2 = fopen(argv[2], "w");
    if(!file2) { 
        puts("目的檔案開啟失敗"); 
        return 1; 
    }    

    char str[50];
    while(fgets(str, 50, file1) != NULL) { 
        fputs(str, file2);
    } 
          
    fclose(file1);
    fclose(file2);
        
    return 0; 
}

在程式執行過程開啟的標準輸出stdout、標準輸入stdin、標準錯誤stderr，事實上也是檔案串流的特例，在C程式中，也常見到以下的方式，以便直接控制這三個標準輸入、輸出、錯誤：

#include <stdio.h> 
                                                                                
int main(int argc, char* argv[]) {
    if(argc != 3) { 
        fputs("指令: copy <來源檔案名稱> <目的檔案名稱>", stderr); 
        return 1; 
    } 
                         
    FILE *file1 = fopen(argv[1], "r");
    if(!file1) { 
        fputs("來源檔案開啟失敗", stderr); 
        return 1; 
    }
    
    FILE *file2 = fopen(argv[2], "w");
    if(!file2) { 
        fputs("目的檔案開啟失敗", stderr); 
        return 1; 
    }    

    char str[50];
    while(fgets(str, 50, file1) != NULL) { 
        fputs(str, file2);
    } 
          
    fclose(file1);
    fclose(file2);
        
    return 0; 
}

程式的執行結果與上一個範例是相同的。