4. 文件的顺序读写（二）：fscanf()、fprintf()、fread()、fwrite() 函数的使用与区别

好，咱们接着聊文件读写。上一节我们讲了 fgetc()、fputc()、fgets()、fputs() 这几个按字符和按行读写的函数。这一节要上点强度了——fscanf()、fprintf()、fread()、fwrite()。这四个函数，说白了就是「格式化读写」和「二进制块读写」的代表。

我个人习惯把前两个叫做「文本格式化兄弟」，后两个叫做「二进制搬运工」。它们各有各的脾气，用错了地方，程序就给你脸色看。

4.1 fscanf() 和 fprintf()：文本格式化的老搭档

这两个函数，跟你在控制台用的 scanf()、printf() 几乎一模一样。唯一的区别就是多了一个 FILE * 参数，告诉它们「别往屏幕上写，往这个文件里写」。

4.1.1 fprintf()：把数据格式化写入文件

原型长这样：

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

返回值是成功写入的字符数。如果写失败了，返回负数。

举个例子，我经常用它来写日志文件：

FILE *fp = fopen("log.txt", "w");
if (fp == NULL) {
    perror("fopen");
    return -1;
}

int id = 1001;
char name[] = "温度传感器";
float value = 23.56;

fprintf(fp, "[%d] %s: %.2f\n", id, name, value);
fclose(fp);

你看，跟 printf 的用法一模一样。格式化字符串怎么写，文件里就怎么写。我在项目中遇到过一种情况：有人用 fprintf 写二进制数据，结果文件打开一看全是乱码。嗯，这里要注意——fprintf 是文本模式，它会把数字转成字符串再写进去。你写个整数 255，文件里存的是三个字符 '2'、'5'、'5'，不是 0xFF。

4.1.2 fscanf()：从文件里按格式读取

原型：

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

返回值是成功匹配并赋值的参数个数。如果读到文件末尾，返回 EOF。

接着上面的例子，我们把刚才写的日志读回来：

FILE *fp = fopen("log.txt", "r");
if (fp == NULL) {
    perror("fopen");
    return -1;
}

int id;
char name[64];
float value;

fscanf(fp, "[%d] %s: %f\n", &id, name, &value);
printf("读取到: id=%d, name=%s, value=%.2f\n", id, name, value);
fclose(fp);

这里有个坑，我曾经踩过。如果文件里的格式跟格式化字符串对不上，fscanf 就会匹配失败，而且文件指针不会自动跳过错误位置。你想想看，如果文件里有一行格式乱了，后面的数据全读不出来了。所以我的建议是：用 fscanf 读文件时，一定要检查返回值。

4.2 fread() 和 fwrite()：二进制数据的搬运工

这两个函数跟前面那俩完全不同。它们不关心数据是什么格式，只管「从内存搬一块到文件」或者「从文件搬一块到内存」。说白了，就是内存的字节拷贝。

4.2.1 fwrite()：把内存块写入文件

原型：

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

• ptr：要写入的数据的起始地址
• size：每个元素的大小（字节数）
• nmemb：要写入的元素个数
• stream：文件指针

返回值是成功写入的元素个数。正常情况下应该等于 nmemb。

举个例子，保存一个结构体数组：

typedef struct {
    int id;
    char name[32];
    float value;
} Sensor;

Sensor sensors[3] = {
    {1, "温度", 25.3},
    {2, "湿度", 68.5},
    {3, "气压", 1013.2}
};

FILE *fp = fopen("sensors.dat", "wb");
if (fp == NULL) {
    perror("fopen");
    return -1;
}

size_t written = fwrite(sensors, sizeof(Sensor), 3, fp);
if (written != 3) {
    fprintf(stderr, "写入失败，只写入了 %zu 个元素\n", written);
}
fclose(fp);

注意我打开文件时用了 "wb"，二进制写模式。如果你用了 "w"，在 Windows 系统上可能会出问题——它会自动把换行符 \n 转成 \r\n，把二进制数据搞乱。

4.2.2 fread()：从文件读取二进制块

原型：

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

参数含义跟 fwrite 一样。返回值是成功读取的元素个数。

把刚才写进去的数据读回来：

Sensor read_sensors[3];
FILE *fp = fopen("sensors.dat", "rb");
if (fp == NULL) {
    perror("fopen");
    return -1;
}

size_t read_count = fread(read_sensors, sizeof(Sensor), 3, fp);
if (read_count != 3) {
    fprintf(stderr, "读取失败，只读到 %zu 个元素\n", read_count);
}
fclose(fp);

4.3 四者的核心区别

咱们用一张表来对比一下：

函数	读写模式	数据格式	适用场景	效率
fprintf()	文本	格式化字符串	日志、配置文件、人类可读的数据	低（需要格式化转换）
fscanf()	文本	格式化字符串	读取配置文件、解析文本数据	低（需要解析字符串）
fwrite()	二进制	内存原始字节	保存结构体、数组、大块数据	高（直接内存拷贝）
fread()	二进制	内存原始字节	加载二进制文件、恢复数据	高（直接内存拷贝）

说白了，选哪个取决于你的需求：

• 如果文件要给人看，用 fprintf / fscanf
• 如果文件给程序读，追求速度和精确性，用 fread / fwrite

4.4 知识体系图

下面这张图帮你理清这四个函数的关系和选择逻辑：

4.5 实战中的选择建议

我做了这么多年嵌入式，总结了几条经验：

1. 配置文件用 fprintf / fscanf：因为要让人能看懂、能手动修改。比如 Wi-Fi 配置、传感器阈值等。
2. 数据采集结果用 fwrite：比如每秒采集 1000 个传感器数据，用文本写的话文件巨大，解析也慢。二进制写进去，读取时直接 fread 到数组，效率高得多。
3. 跨平台传输数据时慎用 fwrite：不同平台的结构体对齐、字节序（大小端）可能不同。我曾经在 ARM 上写的数据，放到 x86 上读出来全是错的。解决办法是定义明确的数据格式，或者用 #pragma pack 控制对齐。
4. 不要混用文本和二进制模式：一个文件要么全文本，要么全二进制。混着用会让你自己都搞不清楚。

好了，这一节的内容就到这儿。这四个函数你只要记住「文本用 fprintf/fscanf，二进制用 fread/fwrite」这个原则，基本不会用错。下一节我们聊聊文件指针的随机定位，那个玩好了，你能在文件里跳来跳去，想读哪读哪。

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