7、格式化读写：fscanf函数、fprintf函数、格式化字符串的注意事项、sscanf/sprintf的变体

格式化读写，说白了就是让数据按照你指定的格式进出文件。我刚开始学C语言那会儿，觉得printf和scanf就够用了，直到第一次做嵌入式日志系统，才发现文件格式化读写才是真正的硬核工具。今天咱们就把这块彻底讲透。

7.1 fprintf：把数据“打印”到文件里

fprintf 和 printf 长得像亲兄弟，区别就在于多了一个文件指针参数。它的原型是：

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

第一个参数是文件指针，后面就跟 printf 一模一样了。返回值是实际写入的字符数，如果出错返回负数。

来看个实际例子：

#include <stdio.h>

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

    int id = 101;
    float temp = 25.6f;
    int humidity = 68;

    int written = fprintf(fp, "传感器ID:%d, 温度:%.1f°C, 湿度:%d%%\n",
                         id, temp, humidity);
    printf("成功写入 %d 个字符\n", written);

    fclose(fp);
    return 0;
}

输出到文件的内容是：传感器ID:101, 温度:25.6°C, 湿度:68%。注意那个 %%，在格式化字符串里要输出百分号必须写两个。

7.2 fscanf：从文件里“扫描”数据

fscanf 是 scanf 的文件版本，从文件流中读取格式化数据：

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

返回值是成功匹配并赋值的参数个数。如果遇到文件末尾，返回 EOF。

读取刚才写入的日志文件：

#include <stdio.h>

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

    int id, humidity;
    float temp;

    int result = fscanf(fp, "传感器ID:%d, 温度:%f°C, 湿度:%d%%",
                        &id, &temp, &humidity);

    if (result == 3) {
        printf("读取成功: ID=%d, 温度=%.1f, 湿度=%d\n",
               id, temp, humidity);
    } else {
        printf("格式不匹配，只匹配了 %d 个字段\n", result);
    }

    fclose(fp);
    return 0;
}

7.3 格式化字符串的注意事项

格式化字符串看着简单，但坑不少。我总结了几条铁律：

• 类型必须匹配：%d 对应 int，%f 对应 float，%lf 对应 double。搞错了不会报错，但数据会乱掉。
• 缓冲区溢出：用 %s 时一定要指定宽度，比如 %19s，否则输入超过缓冲区长度就崩了。
• %% 输出百分号：格式化字符串里想输出 %，必须写两个。
• 空格和换行敏感：fscanf 默认会跳过空白字符（空格、制表符、换行），但如果你在格式串里写了空格，它也会匹配空白。

格式符	对应类型	常见陷阱
%d	int	不要用于 long 或 short
%f	float	读取 double 要用 %lf
%s	char[]	必须指定宽度防溢出
%x	unsigned int	读取十六进制时注意大小写

7.4 sscanf 和 sprintf：内存中的格式化读写

这两个函数不操作文件，而是操作内存中的字符串。说白了，就是把字符串当成文件来读写。

int sprintf(char *buffer, const char *format, ...);
int sscanf(const char *str, const char *format, ...);

看个实际场景：解析 GPS 数据

#include <stdio.h>

int main() {
    char gps_data[] = "$GPGGA,123519,4807.038,N,01131.000,E,1,08,0.9,545.4,M,46.9,M,,*47";
    char time[10], lat[12], lon[12];
    int fix_quality, satellites;

    // 用 sscanf 解析
    int fields = sscanf(gps_data,
                        "$GPGGA,%[^,],%[^,],N,%[^,],E,%d,%d",
                        time, lat, lon, &fix_quality, &satellites);

    if (fields == 5) {
        printf("时间: %s\n", time);
        printf("纬度: %s N\n", lat);
        printf("经度: %s E\n", lon);
        printf("定位质量: %d\n", fix_quality);
        printf("卫星数: %d\n", satellites);
    }

    // 用 sprintf 组装新数据
    char output[128];
    sprintf(output, "GPS|%s|%s|%s|%d|%d",
            time, lat, lon, fix_quality, satellites);
    printf("组装结果: %s\n", output);

    return 0;
}

7.5 知识体系总览

下面这张图帮你理清格式化读写的全家桶关系：

7.6 避坑指南与实战建议

格式化读写看着简单，但实际项目中容易出问题。我分享几个经验：

• 不要用 fscanf 解析复杂文本：如果文件格式复杂，先用 fgets 读一行，再用 sscanf 解析。这样出错时容易定位。
• sprintf 的缓冲区要够大：我习惯用 snprintf 替代 sprintf，可以指定最大长度，防止溢出。
• 检查返回值：fprintf 返回写入的字符数，fscanf 返回匹配的字段数。这两个返回值一定要检查。
• 二进制 vs 文本：格式化读写是文本模式，适合人类可读的配置文件、日志等。如果是传感器数据、图像等，用二进制读写更高效。

格式化读写是C语言文件操作的核心技能。你想想看，无论是写配置文件、解析数据、还是记录日志，都离不开这几个函数。掌握好它们，你的文件操作能力会上一个大台阶。

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