文字檔案 I/O

檔案的輸出入定義在 stdio.h 標頭檔，若要開啟檔案，可以使用 fopen，其函式原型宣告如下：

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

FILE 是個結構型態：

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

fopen 傳回 FILE 實例的位址，若將 FILE 的位址傳給 fgetc、fputc、fgets、fputs 等函式，字元串流只是在讀取或寫入的過程，會進行文字編碼的轉換，例如 int 數字 9，在寫入的操作中，會轉換為編碼 57 的位元組資料，至於本身是 char 的資料，就直接以對應的位元組寫出，也就是所謂的純文字檔案讀寫。

fopen 第一個參數用來指定檔案名稱，第二個參數用來指定輸出入模式，模式基本上就是讀、寫、擴充等，分別可使用 r、w 與 a 等設定，若加上 +，表示擴充檔案讀寫能力。例如，以下是可設定的模式：

r：唯讀模式開啟檔案，若檔案不存在，傳回 NULL。
w：唯寫模式建立檔案，若檔案不存在，建立新檔，若檔案存在，就刪除其內容。
a：附加模式開啟檔案，若檔案不存在，建立新檔，若檔案存在，從檔案尾端寫入。
r+：開啟檔案進行讀寫，若檔案不存在，傳回 NULL，若檔案存在，從檔案開頭進行讀寫。
w+：建立檔案進行讀寫，若檔案不存在，建立新檔，若檔案存在，就刪除其內容。
a+：開啟檔案進行讀寫，若檔案不存在，建立新檔，若檔案存在，從檔案尾端寫入。

可以選擇性地加上 b 表示以二進位模式，在 POSIX 系統上會忽略，Windows 會不處理 \n 與 \x1A。

例如，以下可開啟一個檔案進行讀取：

FILE *fp = fopen("test.txt", "r");

可以使用以下片段來測試檔案是否開啟成功：

if(!fp) {
    perror("檔案開啟失敗"); // 將訊息輸出至 stderr
    return EXIT_FAILURE;
}

開啟檔案之後，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，以讀取為例：

int c; 
while ((c = fgetc(fp)) != EOF) { 
   putchar(c);
}

ferror 可以檢查檔案讀寫是否有誤，feof 可檢查讀取到檔尾：

if (ferror(fp)) {
    puts("讀取時發生錯誤");
}
else if (feof(fp)) {
    puts("讀取成功");
}

fopen 會使用緩衝區減少對磁碟的讀寫，不使用檔案時，記得關閉檔案，關閉檔案會將緩衝區中的資料寫入磁碟，若忘了關閉檔案，可能會造成資料遺失，可以使用 fclose 來關閉檔案：

fclose(fp);

下面這個程式示範如何讀取來源檔案並將內容寫為另一檔案：

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>

int main(int argc, char* argv[])
{
    FILE* src = fopen(argv[1], "r");
    if(!src) {
        perror("無法開啟來源檔案");
        return EXIT_FAILURE;
    }

    FILE* dest = fopen(argv[2], "w");
    if(!dest) {
        perror("無法建立目標檔案");
        return EXIT_FAILURE;
    }

    int c;
    while ((c = fgetc(src)) != EOF) { 
       fputc(c, dest);
    }

    if (ferror(src) || ferror(dest)) {
        puts("讀寫時發生錯誤");
    }

    fclose(src);
    fclose(dest);
}

也可以使用 fgets 來讀取整個字串，使用 fputs 來寫入整個字串：

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>

int main(int argc, char* argv[])
{
    FILE* src = fopen(argv[1], "r");
    if(!src) {
        perror("無法開啟來源檔案");
        return EXIT_FAILURE;
    }

    FILE* dest = fopen(argv[2], "w");
    if(!dest) {
        perror("無法建立目標檔案");
        return EXIT_FAILURE;
    }

    char buf[8];
    while (fgets(buf, sizeof(buf), src) != NULL) { 
       fputs(buf, dest);
    }

    if (ferror(src) || ferror(dest)) {
        perror("讀寫時發生錯誤");
    }

    fclose(src);
    fclose(dest);
}

fgets 第一個參數為用來儲存讀入的資料，第二個參數為讀入的字元長度，第三個參數為 FILE 位址值，而 fputs 第一個參數為寫入的資料，第二個參數為 FILE 位址值。

以下的程式使用 fgets、fputs 改寫以上範例：

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>

int main(int argc, char* argv[]) {
    FILE* src = fopen(argv[1], "r");
    if(!src) {
        perror("無法開啟來源檔案");
        return EXIT_FAILURE;
    }

    FILE* dest = fopen(argv[2], "w");
    if(!dest) {
        perror("無法建立目標檔案");
        return EXIT_FAILURE;
    }

    char buf[8];
    while (fgets(buf, sizeof(buf), src) != NULL) { 
       fputs(buf, dest);
    }

    if (ferror(src) || ferror(dest)) {
        perror("讀寫時發生錯誤");
    }

    fclose(src);
    fclose(dest);
}

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>
#include <stdlib.h>

int main(int argc, char* argv[]) {
    FILE* src = fopen(argv[1], "r");
    if(!src) {
        fputs("無法開啟來源檔案", stderr);
        return EXIT_FAILURE;
    }

    FILE* dest = fopen(argv[2], "w");
    if(!dest) {
        fputs("無法建立目標檔案", stderr);
        return EXIT_FAILURE;
    }

    char buf[8];
    while (fgets(buf, sizeof(buf), src) != NULL) { 
        fputs(buf, dest);
    }

    if (ferror(src) || ferror(dest)) {
        fputs("讀寫時發生錯誤", stderr);
    }

    fclose(src);
    fclose(dest);
}