C语言fopen()函数的用法（附带实例）

在 C语言中，fopen() 是一个用于打开文件的库函数，该函数在<stdio.h>头文件中。

fopen() 函数可以用来创建新文件或打开现有文件，并返回一个 FILE 指针，该指针用于在后续的文件 I/O 操作中引用该文件。

fopen() 函数的语法格式如下：

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

参数说明：

filename：一个常量字符指针，指向要打开或创建的文件路径，可以使用相对路径或绝对路径。
mode：一个常量字符指针，指定文件打开的模式。

下表罗列了文件的打开模式：

控制读写权限的字符串（必须指明）
打开方式	说明
"r"	以“只读”方式打开文件。只允许读取，不允许写入。文件必须存在，否则打开失败。
"w"	以“写入”方式打开文件。如果文件不存在，那么创建一个新文件；如果文件存在，那么清空文件内容（相当于删除原文件，再创建一个新文件）。
"a"	以“追加”方式打开文件。如果文件不存在，那么创建一个新文件；如果文件存在，那么将写入的数据追加到文件的末尾（文件原有的内容保留）。
"r+"	以“读写”方式打开文件。既可以读取也可以写入，也就是随意更新文件。文件必须存在，否则打开失败。
"w+"	以“写入/更新”方式打开文件，相当于`w`和`r+`叠加的效果。既可以读取也可以写入，也就是随意更新文件。如果文件不存在，那么创建一个新文件；如果文件存在，那么清空文件内容（相当于删除原文件，再创建一个新文件）。
"a+"	以“追加/更新”方式打开文件，相当于a和r+叠加的效果。既可以读取也可以写入，也就是随意更新文件。如果文件不存在，那么创建一个新文件；如果文件存在，那么将写入的数据追加到文件的末尾（文件原有的内容保留）。
控制读写方式的字符串（可以不写）
打开方式	说明
"t"	文本文件。如果不写，默认为`"t"`。
"b"	二进制文件。

返回值：

成功：返回一个指向 FILE 类型的指针，后续文件 I/O 操作需要使用这个指针。
失败：返回 NULL，可能是因为文件不存在、权限不足或其他原因导致文件无法打开。

例如，我们可以使用相对路径 data.txt，在当前项目的目录下创建一个名为 data.txt 的文件。当然，也可以在 Windows 上使用形如 F:/projects/data.txt 的绝对路径，这意味着将在 F 盘的 projects 文件夹中创建 data.txt 文件。

#include <stdio.h>
int main()
{
    // 创建一个名为 data.txt 的文件
    FILE *pFile = fopen("data.txt", "w");
    if (pFile == NULL)
    {
        // 文件创建失败
        return -1;
    }
    // 文件创建成功
    return 0;
}

函数 fopen() 的第一个参数为字符串，内容为需要操作的文件路径，第二个参数也为字符串，内容为文件的操作模式。程序运行后，我们即可在项目目录中看到 data.txt 文件。当然，我们没有写入任何内容，因此这个文件是一个空文件。

注意，读者在运行程序时可能会遇到报一个 error C4996 错误，提示我们 fopen() 是一个不安全的函数。想知道解决方案的读者可以阅读《VS安全函数问题（C语言安全函数）》一节。

文本模式与二进制模式

在 C语言中，文件可以以文本模式（text mode）或二进制模式（binary mode）打开。两种模式主要在数据读写方式和行尾符处理上有所区别。

1) 文本模式

文本模式主要用于处理文本文件，如纯文本文件、源代码文件等。

在文本模式下，文件中的数据按照字符序列进行处理。当读写文件时，C 语言会自动处理行尾符。在不同的操作系统中，行尾符的表示方式可能不同。

查看下图，我们使用十六进制查看器，打开之前创建好的 data.txt 文件（提前写入了"123\n"和"3.1415\n"），仔细研究这个文件的组成（这里使用的是 Visual Studio Code，如果没有查看器也没关系，理解内容即可）。

图 1 Windows系统中的文件组成

很明显，这个文件中记录了写入字符的 ASCII 码。例如：字符 '1' 的 ASCII 码为十六进制 31。字符 '2' 的 ASCII 码为十六进制的 32。字符 '3' 的 ASCII 码为十六进制的 33。

按照逻辑，字符 '3' 后面应当为换行符'\n'。但是在文件中，第一行末尾可见字符 '3' 与第二行开头可见字符 '3' 之间居然有两个字符。

这两个字符的 ASCII 码为十六进制的 0D 和 0A。我们只要查一查 ASCII 表就会发现，十六进制的 0A 是我们熟悉的换行，转义序列为 '\n'。十六进制的 0D 的意义为回车，转义序列为 '\r'。

为什么会出现回车和换行两个字符呢？

这是历史原因。在早期的电传打字机上，有一个部件叫“字车”，类似于打印机的喷头。“字车”从最左端开始，每打一个字符，“字车”就向右移动一格。当打满一行字后，“字车”需要回到最左端。这个动作被称作“回车”（return carriage）。

但是，仅仅做了“回车”还不够，我们还需要将纸张向上移一行，让“字车”对准新的空白一行，否则两行字将被重叠打印在一起。这个动作被称作“换行”。

随着时代的发展，字符不仅仅只打印在纸上。例如，在屏幕上显示字符时，无须“字车”。因此，当人们将开始新的一行引入计算机上时，分成了两种惯例：

沿用这两个动作，使用 \r\n（回车+换行）。
简化为仅使用 \n（换行）。

两类具有代表性的系统分别使用了其中一种惯例：

Windows：使用 \r\n（回车+换行）表示行尾。
UNIX/Linux/macOS：使用 \n（换行）表示行尾。

当以文本模式在不同操作系统中读写文件时，C语言会自动转换行尾符，使得程序员无须关注底层的行尾符差异。例如，在 Windows 系统中，当以文本模式读取一个包含 \r\n 行尾符的文件时，C语言会将其转换为 \n，反之亦然。

正是因为 C语言把文件的输入和输出数据当作一行行的文本来处理，所以在换行时才会出现这种自动转换的现象。这种文件操作模式被称作文本模式。

2) 二进制模式

二进制模式主要用于处理二进制文件，如图片、音频、可执行文件等。

在二进制模式下，文件中的数据按照字节序列进行处理，不会对数据进行任何转换。这意味着程序员需要自行处理字节序列和数据结构。

当以二进制模式读写文件时，C语言不会进行任何行尾符转换，而是会按文件内容原样进行读取或写入。这使得二进制模式适用于非文本文件和对数据内容敏感的场景。

在使用 fopen() 函数打开文件时，我们可以通过指定模式来选择文本模式或二进制模式。我们只需要在函数 fopen() 的第二个参数的字符串中添加字符 b，代表二进制 binary。

例如：

文本模式：fopen("data.txt", "r")（只读方式打开文本文件）；
二进制模式：fopen("data.txt", "rb")（只读方式打开二进制文件）。

注意，在一些操作系统（如 UNIX/Linux/macOS）中，文本模式和二进制模式没有区别，因为这些系统使用统一的行尾符（\n）。然而，在跨平台编程时，为了确保代码的兼容性和可移植性，仍然建议根据实际需求选择合适的文件模式。

C语言fopen()函数的用法（附带实例）

文本模式与二进制模式

1) 文本模式

2) 二进制模式

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