6、文件IO操作：fopen/fclose、fread/fwrite、fprintf/fscanf、二进制文件与文本文件

文件IO，说白了就是让程序和磁盘上的文件打交道。你写的程序跑在内存里，一断电数据就没了。想持久保存？就得写到文件里。我刚开始学C的时候，觉得文件操作挺麻烦的，后来才发现——嗯，这其实是C语言里最实用的一块技能。

6.1 文件打开与关闭：fopen / fclose

操作文件的第一步，就是打开它。C标准库给了我们fopen这个函数。它的原型很简单：

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

第一个参数是文件名，第二个是打开模式。模式决定了你是读、写、还是追加。我列个表，你一看就明白：

用完文件，记得用fclose关掉。不关的话，数据可能没真正写到磁盘上，而且文件描述符会泄漏。我个人的习惯是：打开文件后，立刻在下面写好对应的fclose，然后再写中间的逻辑。这样就不会忘了。

FILE *fp = fopen("data.txt", "r");
if (fp == NULL) {
    perror("打开文件失败");
    return -1;
}

// ... 读写操作 ...

fclose(fp);  // 别忘了

6.2 读写二进制数据：fread / fwrite

这两个函数是二进制读写的核心。它们的原型长这样：

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

参数看着多，其实很好理解：ptr是内存缓冲区，size是每个元素的大小，nmemb是元素个数，stream是文件指针。返回值是实际读/写的元素个数。

举个例子，我想把一个结构体数组写到文件里：

typedef struct {
    int id;
    char name[32];
    float score;
} Student;

Student students[100];
// ... 填充数据 ...

FILE *fp = fopen("students.dat", "wb");
if (fp == NULL) {
    perror("打开文件失败");
    return -1;
}

size_t written = fwrite(students, sizeof(Student), 100, fp);
if (written != 100) {
    fprintf(stderr, "写入不完整：只写了 %zu 个\n", written);
}

fclose(fp);

6.3 格式化读写：fprintf / fscanf

这两个函数和printf/scanf很像，只不过多了一个文件指针参数。它们适合读写文本格式的数据。

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

比如，我想把学生信息写成文本文件，每行一条记录：

FILE *fp = fopen("students.txt", "w");
if (fp == NULL) {
    perror("打开文件失败");
    return -1;
}

for (int i = 0; i < 100; i++) {
    fprintf(fp, "%d,%s,%.2f\n", students[i].id, students[i].name, students[i].score);
}

fclose(fp);

读回来的时候，用fscanf配合格式串：

FILE *fp = fopen("students.txt", "r");
if (fp == NULL) {
    perror("打开文件失败");
    return -1;
}

Student s;
while (fscanf(fp, "%d,%[^,],%f\n", &s.id, s.name, &s.score) == 3) {
    // 处理每条记录
    printf("ID=%d, Name=%s, Score=%.2f\n", s.id, s.name, s.score);
}

fclose(fp);

6.4 二进制文件 vs 文本文件

这两个概念，很多人一开始搞混。我简单说说区别：

• 文本文件：存的是字符，用记事本能看懂。比如.txt、.csv、.json。读写时会有换行符转换（Windows下\r\n和\n的转换）。
• 二进制文件：存的是内存中的原始字节，记事本打开是乱码。比如.dat、.bin、.exe。没有换行符转换，读写效率更高。

什么时候用二进制？什么时候用文本？我个人的经验是：

• 如果数据需要给人看，或者要跨平台交换，用文本格式（比如JSON、CSV）。
• 如果追求读写速度，或者数据是结构体、数组等二进制数据，用二进制格式。
• 二进制文件更紧凑，没有格式转换开销，但可读性差。
• 文本文件可读性好，但解析起来慢，而且浮点数精度可能丢失。

你想想看，一个float在二进制文件里就是4个字节，写进去读出来完全一致。但用文本存成"3.14159265"，那是9个字节，而且读回来的时候可能因为精度问题变成3.1415927。这就是差别。

6.5 知识体系总览

下面这张图，把本章的核心知识点串起来了。你看一眼，心里就有数了：

6.6 避坑指南

最后，我把自己这些年踩过的坑总结一下，你遇到了能少走弯路：

• 忘记检查fopen返回值：文件打不开还继续读写，程序直接崩。我曾经在服务器上部署程序，日志文件路径写错了，结果程序跑了一周才发现根本没写日志……
• 忘记fclose：文件描述符泄漏，程序跑久了就报"Too many open files"。嗯，这个坑我至少踩过两次。
• 二进制和文本模式混用：在Windows下，用文本模式读二进制文件，遇到0x1A会被当成EOF提前结束。我调试了整整一个下午才发现。
• fscanf格式串写错：比如%s遇到空格就停了，想读一整行得用%[^\n]。这个细节很多人不知道。
• fwrite写入结构体时没考虑字节对齐：不同编译器、不同平台的结构体填充字节不一样，二进制文件跨平台读写时容易出问题。我的建议是：如果确定只在同一平台用，没问题；如果要跨平台，要么用文本格式，要么手动序列化。

公众号:蓝海资料掘金营，微信deep3321