1. 需要了解的概念
需要理解的知識點包括：數據流、緩衝區、文件類型、文件存取方式
1.1 數據流：
指程序與數據的交互是以流的形式進行的。進行C語言文件的存取時，都會先進行“打開文件”操作，這個操作就是在打開數據流，而“關閉文件”操作就是關閉數據流。
1.2 緩衝區(Buffer)：
指在程序執行時，所提供的額外內存，可用來暫時存放做準備執行的數據。它的設置是爲了提高存取效率，因爲內存的存取速度比磁盤驅動器快得多。
C語言中帶緩衝區的文件處理：
C語言的文件處理功能依據系統是否設置“緩衝區”分爲兩種：一種是設置緩衝區，另一種是不設置緩衝區。由於不設置緩衝區的文件處理方式，必須使用較低級的I/O函數(包含在頭文件io.h和fcntl.h中)來直接對磁盤存取，這種方式的存取速度慢，並且由於不是C的標準函數，跨平臺操作時容易出問題。下面只介紹第一種處理方式，即設置緩衝區的文件處理方式：
當使用標準I/O函數(包含在頭文件stdio.h中)時，系統會自動設置緩衝區，並通過數據流來讀寫文件。當進行文件讀取時，不會直接對磁盤進行讀取，而是先打開數據流，將磁盤上的文件信息拷貝到緩衝區內，然後程序再從緩衝區中讀取所需數據，如下圖所示：
事實上，當寫入文件時，並不會馬上寫入磁盤中，而是先寫入緩衝區，只有在緩衝區已滿或“關閉文件”時，纔會將數據寫入磁盤，如下圖所示。
1.3 文件類型：
分爲文本文件和二進制文件兩種。
文本文件是以字符編碼的方式進行保存的。二進制文件將內存中數據原封不至文件中，適用於非字符爲主的數據。如果以記事本打開，只會看到一堆亂碼。
其實，除了文本文件外，所有的數據都可以算是二進制文件。二進制文件的優點在於存取速度快，佔用空間小，以及可隨機存取數據。
1.4 文件存取方式：
包括順序存取方式和隨機存取方式兩種。
順序讀取也就是從上往下，一筆一筆讀取文件的內容。保存數據時，將數據附加在文件的末尾。這種存取方式常用於文本文件，而被存取的文件則稱爲順序文件。
隨機存取方式多半以二進制文件爲主。它會以一個完整的單位來進行數據的讀取和寫入，通常以結構爲單位。
2. 文本文件操作
C語言中主要通過標準I/O函數來對文本文件進行處理。相關的操作包括打開、讀寫、關閉與設置緩衝區。
相關的存取函數有：fopen(), fclose(), fgetc(), fputc(), fgets(), fputs(), fprintf(), fscanf()等。
2.1 打開文件
函數原型爲：_CRTIMP FILE * __cdecl fopen(const char *, const char *);
第一參數爲文件名，第二個參數爲打開模式。
打開成功，fopen返回一個結構指針地址，否則返回一個NULL。如果沒有指定文件路徑，則默認爲當前工作目錄。如：
FILE *fp;
fp = fopen("c:\\temp\\test.txt", "r") //由於反斜槓\是控制字符，所以必須再加一個反斜槓
使用fopen()函數打開的文件會先將文件複製到緩衝區。注意：所下達的讀取或寫入動作，都是針對緩衝區進行存取而不是磁盤，只有當使用fclose()函數關閉文件時，緩衝區中的數據纔會寫入磁盤。
談文件打開模式
打開文本文件：
"r"：只能從文件中讀數據，該文件必須先存在，否則打開失敗
"w"：只能向文件寫數據，若指定的文件不存在則創建它，如果存在則先刪除它再重建一個新文件
"a"：向文件增加新數據(不刪除原有數據)，若文件不存在則打開失敗，打開時位置指針移到文件末尾
"r+"：可讀/寫數據，該文件必須先存在，否則打開失敗
"w+"：可讀/寫數據，用該模式打開新建一個文件，先向該文件寫數據，然後可讀取該文件中的數據
"a+"：可讀/寫數據，原來的文件不被刪去，位置指針移到文件末尾
打開二進制文件的模式與打開文本文件的含義是一樣的，不同的是模式名稱裏面多一個字母'b’，以表示以二進制形式打開文件。
2.2 關閉文件
函數原型爲：_CRTIMP int __cdecl fclose(FILE *);
關閉成功返回值0，否則返回非零值。
注：在執行完文件的操作後，要進行“關閉文件”操作。雖然程序在結束前會自動關閉所有的打開文件，但文件打開過多會導致系統運行緩慢，這時就要自行手動關閉不再使用的文件，來提高系統整體的執行效率。
例1. 打開文件並進行判斷和關閉文件
FILE *fp;
fp = fopen("c:\\temp\\test.txt", "r");
if(fp == NULL)
printf("fail to open the file! \n");
else
{
printf("The file is open! \n");
fclose(fp);
}
2.3 字符存取函數
函數原型爲：
_CRTIMP int __cdecl fputc(int, FILE *);
_CRTIMP int __cdecl fgetc(FILE *);
字符讀取函數fgetc()可從文件數據流中一次讀取一個字符，然後讀取光標移動到下一個字符，並逐步將文件的內容讀出。
如果字符讀取成功，則返回所讀取的字符，否則返回EOF(end of file)。EOF是表示數據結尾的常量，真值爲-1。另外，要判斷文件是否讀取完畢，可利用feof()進行檢查。未完返回0，已完返回非零值。
feof()函數原型爲：_CRTIMP int __cdecl feof(FILE *);
例2. fgetc()函數的使用
版本1：利用feof()函數檢查文件是否讀取完畢
#include <stdio.h>
main()
{
FILE *fp;
fp = fopen("c:\\temp\\test.txt", "r");
if(fp != NULL)
{
while(!feof(fp))
printf("%c", fgetc(fp));
}
else
printf("fail to open! \n");
fclose(fp);
return 0;
}
版本2：利用文件結束標誌EOF(即-1)
#include <stdio.h>
main()
{
char ch;
FILE *fp;
fp = fopen("c:\\temp\\test.txt", "r");
if(fp != NULL)
{
ch = fgetc(fp);
while(ch != EOF)
{
putchar(ch);
ch = fgetc(fp);
}
}
else
printf("fail to open! \n");
fclose(fp);
return 0;
}
版本3 - 重構版本2
#include <stdio.h>
main()
{
char ch;
FILE *fp;
if((fp = fopen("test.txt", "r")) != NULL)
while((ch = fgetc(fp)) != EOF)
putchar(ch);
else
printf("fail to open! \n");
fclose(fp);
return 0;
}
版本4 - 重構版本3 （不正確的重構）
#include <stdio.h>
main()
{
FILE *fp;
if((fp = fopen("test.txt", "r")) != NULL)
while(fgetc(fp) != EOF)
putchar(fgetc(fp));
else
printf("fail to open! \n");
fclose(fp);
return 0;
}
若要將字符逐一寫入文件，用fputc()函數。示例爲：
例3. fputc()函數的使用
#include <stdio.h>
#include <conio.h>
main()
{
char filename[20], ch;
FILE *fp;
printf("Enter a filename: ");
scanf("%s", filename);
printf("Enter some characters to output to file: ");
if((fp = fopen(filename, "w")) == NULL)
printf("fail to open! \n");
else
{
while((ch = getche()) != '\015')
fputc(ch, fp);
}
fclose(fp);
return 0;
}
2.4 字符串存取函數
函數原型爲：
_CRTIMP int __cdecl fputs(const char *, FILE *);
_CRTIMP char * __cdecl fgets(char *, int, FILE *);
fgets函數的作用是從指定文件讀入一個字符串，如：fgets(str, n, fp);
參數n爲要求得到的字符個數，但只從fp指向的文件輸入n-1個字符，然後在最後加一個'\0'字符，因此得到的字符串共有n個字符，把它們放在字符數組str中。如果在讀完n-1個字符之前遇到換行符或EOF，讀入結束。
fputs函數的作用是向指定文件輸出一個字符串，如：fputs("Hey", fp);
把字符串"Hey"輸出到fp指向的文件。fputs函數的第一個參數可以是字符串常量、字符數組名或字符型指針。若輸出成功，則返回0，否則返回EOF。
實例略
2.5 格式化存取函數
函數原型爲：
_CRTIMP int __cdecl fprintf(FILE *, const char *, ...);
_CRTIMP int __cdecl fscanf(FILE *, const char *, ...);
它們與printf和scanf函數相仿，都是格式化讀寫函數。不同的是：fprintf和fscanf函數的讀寫對象不是終端(標準輸入輸出)，而是磁盤文件。printf函數是將內容輸出到終端(屏幕)，因此，fprintf就是將內容輸出到磁盤文件了。
實例4. fprintf和fscanf函數的使用
#include <stdio.h>
void main()
{
FILE *fp;
int num = 10;
char name[10] = "Leeming";
char gender = 'M';
if((fp = fopen("info.txt", "w+")) == NULL)
printf("can't open the file! \n");
else
fprintf(fp, "%d, %s, %c", num, name, gender); //將數據格式化輸出到文件info.txt中
fscanf(fp, "%d, %s, %c", &num, name, &gender); //從文件info.txt中格式化讀取數據
printf("%d, %s, %c \n", num, name, gender); //格式化輸出到屏幕
fclose(fp);
}
2.6 指針重返函數
函數原型爲：
_CRTIMP void __cdecl rewind(FILE *);;
rewind函數的作用是使位置指針重返回文件的開頭，屬於文件的定位。
3. 二進制文件操作
3.1 數據塊存取函數
函數原型：
_CRTIMP size_t __cdecl fread(void *, size_t, size_t, FILE *);
_CRTIMP size_t __cdecl fwrite(const void *, size_t, size_t, FILE *);
當要求一次存取一組數據（如，一個數組、一個結構體變量的值），fread和fwrite函數可以解決該類問題。它們的調用形式一般爲：
fread(buffer, size, count, fp);
fwrite(buffer, size, count, fp);
buffer：對於fread來說，指的是讀入數據的存放地址；對於fwrite來說，是要輸出數據的地址。
size：讀寫數據時，每筆數據的大小
count：讀寫數據的筆數
fp：文件指針
實例5. fread和fwrite函數的使用
#include <stdio.h>
#define SIZE 3
typedef enum { MM, GG } Gender;
typedef struct
{
char name[10];
int age;
Gender gender;
} Person;
void write2file(Person emp[SIZE])
{
FILE *fp;
if((fp = fopen("emp.txt", "wb")) == NULL)
{
printf("cannot open file! \n");
return;
}
for(int i=0; i<SIZE; i++)
if(fwrite(&emp[i], sizeof(Person), 1, fp) != 1)
printf("file write error! \n");
fclose(fp);
}
void read_from_file(FILE *fp)
{
Person emp_out[SIZE];
if((fp = fopen("emp.txt", "rb")) == NULL)
{
printf("cannot open file! \n");
return;
}
printf("\n%d employee's information read: \n", SIZE);
for(int i=0; i<SIZE; i++)
{
if(fread(&emp_out[i], sizeof(Person), 1, fp) != 1)
if(feof(fp))
{
fclose(fp);
return;
}
printf("%-5s %4d %5d \n", emp_out[i].name, emp_out[i].age, emp_out[i].gender);
}
fclose(fp);
}
void main()
{
FILE *fp = NULL;
Person employee[SIZE];
printf("Enter %d employee's information: \n", SIZE);
for(int i=0; i<SIZE; i++)
scanf("%s %d %d", employee[i].name, &employee[i].age, &employee[i].gender);
write2file(employee);
read_from_file(fp);
}
3.2 隨機存取函數fseek()
函數原型：
_CRTIMP int __cdecl fseek(FILE *, long, int);
對流式文件可以進行順序讀寫，也可以進行隨機讀寫。關鍵在於控制文件的位置指針，如果位置指針是按字節位置順序移動的，就是順序讀寫。如果能將位置指針按需要移動到任意位置，就可以實現隨機讀寫。所謂隨機讀寫，是指讀完上一個字符(字節)後，並不一定要讀寫其後續的字符(字節)，而可以讀寫文件中任意位置上所需要的字符(字節)。該函數的調用形式爲：
fseek(fp, offset, start);
start：起始點。用0、1、2代替。0代表文件開始，名字爲SEEK_SET，1代表當前位置，名字爲SEEK_CUR，2代表文件末尾，名字爲SEEK_END。
fseek()函數一般用於二進制文件，因爲文本文件要發生字符轉換，計算位置時往往會發生混亂。
調用實例如：
fseek(fp, i*sizeof(Person), 0);
