知识点 12 · 文件操作¶

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速查表 · 文件函数与打开模式¶

函数	用途	关键点
`fopen(name, mode)`	打开文件	返回 `FILE *`，失败返回 `NULL`（必须判空！）
`fclose(fp)`	关闭文件	不关会丢数据
`fgetc(fp)` / `fputc(c, fp)`	读写一个字符	读到文件尾返回 `EOF`
`fgets(s, n, fp)`	读一行（最多 `n-1` 字符）	保留换行符
`fscanf(fp, fmt, ...)`	格式化读	返回成功读入的项数，常用于 `while(fscanf(fp,"%d",&x)==1)`
`fprintf(fp, fmt, ...)`	格式化写
`fread` / `fwrite`	二进制块读写	文本文件也能用 `fread`
`fseek(fp, offset, whence)`	重新定位文件流位置	`SEEK_SET`/`SEEK_CUR`/`SEEK_END`
`ftell(fp)`	当前位置
`rewind(fp)`	回到开头
`feof(fp)`	是否到文件尾

打开模式：

模式	能不能读	能不能写	文件不存在时	文件已存在时
`"r"`	✅	❌	打开失败，返回 `NULL`	从头读，不清空
`"w"`	❌	✅	新建	先清空！（内容全丢）
`"a"`	❌	✅	新建	不清空，写在末尾（追加）
`"r+"`	✅	✅	打开失败，返回 `NULL`	不清空，可读可写（就地修改用它）
`"w+"`	✅	✅	新建	先清空
`"a+"`	✅	✅	新建	不清空，读从头、写只能在末尾
`"rb"` / `"wb"`	同 `"r"`	同 `"w"`	同 `"r"` / `"w"`	二进制模式，不做换行符转换

一句话记忆： r 系列要文件已存在、w/a 系列会自动建；只有带 w 的会清空。「就地改写文件里已有的内容」→ 只有 "r+" 能用（"w" 一开就把内容清光了，没得改）。

更新流（"r+"/"w+"/"a+"）的硬规矩

写之后要读、读之后要写，中间必须插一个 fseek/rewind/fflush，否则行为未定义。

1 · 文件读写函数¶

以下文件操作中，哪个选项是正确的？

A. fread() 函数只能用于文本文件
B. fseek() 函数用于重新定位文件流的位置
C. fopen() 函数返回整型值表示文件描述符
D. fprintf() 函数不支持格式化输出

答案

B

解析

A 错：fread/fwrite 是二进制块读写，主要用于二进制文件，但文本文件同样能用。反过来说"只能用于文本文件"更是错的。
B 对：fseek 就是用来移动文件位置指针的（SEEK_SET/SEEK_CUR/SEEK_END 三个基准）。
C 错：fopen 返回的是 FILE *（文件流指针），不是整型文件描述符（整型 fd 是 Linux 系统调用 open 的返回值）。
D 错：fprintf 里的 f 就是 "formatted"，恰恰专门用于格式化输出（与 printf 用法一致，只是多了个文件指针参数）。

易错：C 的命名规律可以背下来——看到中间带 f 的就是"文件版 printf/scanf"：fprintf、fscanf、fgetc、fputc、fgets、fputs。

本题四个选项全在速查表里，背熟表格即可秒杀。

2 · 文件读写小工具 · 逐字符统计¶

说明下面程序的功能。

#include <stdio.h>

FILE *fp;
int main(){
    int count=0, ch;
    char fname[1024];
    printf("输入文件名!\n");
    scanf("%s%*c", fname);
    if ((fp = fopen(fname, "r")) == NULL){
        printf("Can not open %s file.\n", fname);
        return 1;
    }
    while((ch = fgetc(fp)) != EOF)
        if ((ch>='A'&&ch<='Z')||(ch>='a'&&ch<='z'))
            count++;
    fclose(fp);
    printf("%d\n",count);
    return 0;
}

答案

程序功能：从键盘输入一个文件名，以只读方式打开该文本文件，统计文件中英文字母（A–Z 和 a–z）的总个数并输出。

解析

逐句拆解——

scanf("%s%*c", fname)：读入文件名到 fname。%*c 里的 * 表示"读入但丢弃"（这里用来吃掉输入缓冲区里残留的换行符）。
if ((fp = fopen(fname, "r")) == NULL)：打开文件并判空——这是文件操作必须做的检查，否则后面 fgetc(NULL) 直接崩溃。

"r" 模式要求文件必须已存在，不存在时 fopen 返回 NULL，程序打印 Can not open ... file. 后 return 1 退出。
while((ch = fgetc(fp)) != EOF)：逐字符读取，直到文件末尾。fgetc 读到文件尾返回 EOF，这是"读到尾"的标准写法。

注意 ch 声明成 int 而不是 char：EOF 是负值（通常是 -1），char 可能装不下，会死循环。
内层 if：判断该字符是否是大小写英文字母，是则 count++。
fclose(fp); 关闭文件，最后 printf 输出计数。

易错：把功能说成"统计字符个数"或"统计字母和数字"。必须精确到"英文字母（大小写）"，这是评分点。

3 · 读写交替与 `fseek` · 就地改写文件¶

说明下面程序的功能。

#include <stdio.h>

int main(void) {
    char filename[1024];
    printf("输入文件名!\n");
    scanf("%s%*c", filename);

    FILE *file = fopen(filename, "r+");
    if (!file) {
        perror("打开文件失败");
        return 1;
    }

    fseek(file, 0, SEEK_SET);

    int ch;
    long pos = 0;
    while ((ch = fgetc(file)) != EOF) {
        if (ch >= 'A' && ch <= 'Z') {
            fseek(file, pos, SEEK_SET);
            fputc(ch + ('a' - 'A'), file);
            fseek(file, pos + 1, SEEK_SET);
        }
        pos++;
    }

    fclose(file);
    return 0;
}

答案

程序功能：从键盘读入一个文件名，把该文本文件中所有大写字母就地改写成对应的小写字母（其余字符不变）。

解析

几个关键点——

fopen(filename, "r+")："r+" 表示"可读可写，且要求文件已存在"，这是"就地修改"的必要条件。

对比记忆："w" 一打开就把文件清空，还改什么？"a" 只能往末尾追加，改不了中间已有的字符；"r" 只能读，写不进去。只有 "r+"（或 "w+"，但它会先清空）能在原地又读又写。
scanf("%s%*c", filename)：%*c 中的 * 表示"读入但丢弃"，用来吃掉残留的换行符。
pos 记录当前字符在文件中的字节偏移，用来在改写时定位。
改写的三步走：
```
fseek(file, pos, SEEK_SET);        // ① 回到该字符位置
fputc(ch + ('a' - 'A'), file);     // ② 写入小写字母（'A'→'a' 偏移量是 32）
fseek(file, pos + 1, SEEK_SET);    // ③ 把读位置拨到下一个字符
```
第 ③ 步可以省，但建议留着：fputc 写完本来就把位置指针停在 pos+1，所以这一行是冗余的（实测去掉后，穷举 3900+ 组输入 + 200 组随机输入，输出逐字节完全相同）。但 C 标准要求更新流（"r+"）在"写之后、读之前"必须插入一个定位函数，保留它最稳妥。
ch + ('a' - 'A') 就是 ch + 32，把小写化。用 ('a'-'A') 而不是魔法数字 32，可读性更好，是加分项。

易错：把功能说成"统计大写字母"或"大小写互换"。必须是"把大写改成小写"（题干里没有反向操作）。另一个坑：fgetc 的返回值必须存进 int（存 char 就没法和 EOF 比较）——本题 int ch; 就写对了。

4 · 文件打开模式与输出¶

下列程序的功能是把带辅助表元的链表中的词汇（word）和数量（number）信息输出到文件中，每个表元的信息占一行，每个单词长度不超过 100。

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

________(4)________

struct Node{
    char word[MAXN];
    int number;
    struct Node *next;
};

void printDict(struct Node *h, char *fname){
    FILE * fp;
    struct Node * p;
    if((fp=fopen(fname,"w"))==NULL){
        printf("Can't open %s\n",fname);
        ________(5)________
    }
    for (________(6)________; p; p=p->next){
        fprintf(fp, "%s\t%d\n", p->word, p->number);
        /*函数 fprintf 为文件的格式化输出函数*/
    }
    ________(7)________
}

答案

空	答案
(4)	`#define MAXN 101`
(5)	`return;`
(6)	`p = h->next`
(7)	`fclose(fp);`

解析

(4)：题目说"单词长度不超过 100"，而 C 的字符串还需要一个 '\0'，所以数组要开 101。

这是"长度 + 1"的经典考点。写成 100 会导致最长的单词存不下结束符。这里同时考了宏定义：#define MAXN 101（不用分号！#define MAXN 101; 会把分号也替换进去）。
(5)：打开文件失败，打印提示后必须返回，否则 fp 是 NULL，接下来的循环会向空指针写入→ 崩溃。

fopen 判空 + 失败即返回，是文件操作的固定套路（对比第 2、3 题里 return 1 的写法，本质相同）。
(6)：链表带辅助表元，第一个真正的数据结点是 h->next。

循环条件 p 等价于 p != NULL；循环体里已经 p = p->next 了，所以初始化只需管好起点。若写成 p = h，辅助表元也会被输出一行（word 是垃圾值）——这是本空的主要陷阱。
(7)：fclose(fp) 不能省——不关闭文件，缓冲区里的内容可能还没落盘，数据会丢。

关于这里的打开模式 "w"：输出到文件用 "w"（不存在就新建，已存在就清空重写）是标准选择。注意它不要求文件已存在，这跟本题另一处会考的 "r" 正好相反。

易错汇总：① 数组长度要 +1；② #define 后面不加分号；③ 带辅助表元的链表从 h->next 开始；④ fclose 不能忘。

5 · 文件打开模式的选择¶

要打开一个已经存在的用于修改的非空二进制文件 "hello.txt"，正确的语句是__。

A. fp=fopen("hello.txt","r")
B. fp=fopen("hello.txt","ab+")
C. fp=fopen("hello.txt","w")
D. fp=fopen("hello.txt","r+")

答案

D

解析

题干给了三个约束——文件已存在、要修改、非空，只有 "r+" 全部满足：可读可写，且文件不存在时直接返回 NULL，正好逼你确认"已存在"。

A 的 "r" 只能读、写不进去；C 的 "w" 一打开就把文件清空，"非空"的内容当场全没了；B 的 "ab+" 虽然可读可写，但写入位置被强制移到末尾，改不了中间已有的数据。

记忆：要"就地改"，只有 "r+"（"w+" 也行，但它会先清空）。

6 · 文件写入代码片段的正误判断¶

以下代码片段打开文件并写入内容，哪一项是正确的？

FILE* fp = fopen("file.txt", "w");
fprintf(fp, "Hello, world!");
fclose(fp);

A. 文件 file.txt 不会被覆盖，内容会被写入
B. 文件 file.txt 如果不存在，会创建一个空文件
C. fprintf 用于将文本写入文件
D. 以上都是

答案

B　【存疑】

解析

材料里这道题没有一个唯一答案

按标准 C，B 和 C 都是正确的陈述——B 说的是 "w" 模式在文件不存在时会新建文件，C 是对 fprintf 的一般性描述；A 是错的——"w" 一打开就会清空已有文件，所谓"不会被覆盖"不成立；因此"以上都是"的 D 也不成立。

也就是说，这道题在材料里没有一个唯一答案：可能是原卷就这么出的，也可能是扫描时把某个选项改掉了字。

按命题意图应选 B（材料给的答案）：题干问的是"该代码片段"执行后文件的状态，"w" 遇文件不存在时会新建一个空文件，这正是 A 的反面。

不论选哪个，这两个知识点都要记牢："w" = 不存在则新建、已存在则清空重写；fprintf 就是把格式化文本写进 FILE * 流的函数（f 即 "formatted"）。