C- fread() & fwrite()

fread()

fread() 是 C 语言中的标准库函数，用于从文件或流中读取数据。它是一个非常强大且通用的函数，经常用于读取二进制文件，但也可以用于读取文本文件。

函数原型：

size_t fread(void *ptr, size_t size, size_t count, FILE *stream);
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参数：

1. ptr: 一个指向内存的指针，该内存将存储从文件中读取的数据。通常，这是一个指向大型缓冲区或结构的指针。
2. size: 要读取的每个数据项的大小（以字节为单位）。
3. count: 要读取的数据项数量。
4. stream: 一个指向 FILE 的指针，表示要从中读取数据的文件或流。

返回值：

• 返回实际读取的数据项数。如果出现错误或到达文件末尾，该数字可能小于 count。特别地，如果遇到文件末尾或错误，fread() 可能返回一个小于 count 的值。

错误：

• 如果发生错误，可以使用 ferror() 函数来检查。
• 使用 feof() 可以检查是否已到达文件的末尾。

示例：

以下是一个示例，展示如何使用 fread() 从一个二进制文件中读取整数：

#include 

int main() {
    FILE *file;
    int buffer[10]; // 数组，用于存储从文件中读取的整数
    size_t n;

    file = fopen("data.bin", "rb");
    if (file == NULL) {
        perror("Failed to open file");
        return 1;
    }

    n = fread(buffer, sizeof(int), 10, file); // 尝试读取10个整数

    for (size_t i = 0; i < n; i++) {
        printf("Read integer: %d\n", buffer[i]);
    }

    fclose(file);
    return 0;
}
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在上面的示例中，我们打开了一个名为 data.bin 的二进制文件，并尝试从中读取 10 个整数。然后，我们打印出实际读取的整数。

注意：当使用 fread() 和 fwrite() 等函数进行文件 I/O 操作时，通常推荐以二进制模式（如 “rb” 或 “wb”）打开文件，尤其是在跨平台的代码中，以避免任何潜在的换行符转换问题。

fwrite()

fwrite() 是 C 语言标准库中的一个函数，用于将数据写入文件或流。它通常用于写入二进制文件，但也可以用于写入文本文件。与 fread() 相似，它是用于文件I/O的底层函数，可以用来写入各种类型的数据。

函数原型：

size_t fwrite(const void *ptr, size_t size, size_t count, FILE *stream);
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参数：

1. ptr: 一个指向要写入文件的数据的指针。
2. size: 每个数据项的大小（以字节为单位）。
3. count: 要写入的数据项数量。
4. stream: 一个指向 FILE 的指针，表示要将数据写入的文件或流。

返回值：

• 返回实际写入的数据项数。如果这个数字小于 count，则表示可能发生了错误。

示例：

以下是一个示例，展示如何使用 fwrite() 将整数数组写入一个二进制文件：

#include 

int main() {
    FILE *file;
    int data[5] = {1, 2, 3, 4, 5};

    file = fopen("data.bin", "wb");
    if (file == NULL) {
        perror("Failed to open file");
        return 1;
    }

    size_t n = fwrite(data, sizeof(int), 5, file);
    if (n != 5) {
        printf("Error writing to file.\n");
        fclose(file);
        return 2;
    }

    printf("Successfully wrote %zu items to the file.\n", n);
    
    fclose(file);
    return 0;
}
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在上述示例中，我们打开了一个名为 data.bin 的二进制文件（或创建了该文件，如果它不存在的话），然后尝试向其中写入一个整数数组。完成写入后，我们输出写入的数据项数。

注意：与 fread() 一样，当使用 fwrite() 进行文件 I/O 操作时，推荐以二进制模式（例如 “wb”）打开文件，特别是在跨平台代码中，以避免潜在的换行符转换问题。

综合案例

1、二进制文件读写

让我们考虑一个场景，其中有一个包含学生信息的结构体，并且我们希望将这些学生信息保存到一个二进制文件中，然后再从该文件中读取这些信息。

#include 
#include 

#define FILENAME "students.bin"
#define MAX_NAME 100

typedef struct {
    char name[MAX_NAME];
    int age;
    float gpa;
} Student;

void saveStudentToFile(const Student *student) {
    FILE *file = fopen(FILENAME, "wb");
    if (!file) {
        perror("Failed to open file for writing");
        return;
    }

    if (fwrite(student, sizeof(Student), 1, file) != 1) {
        printf("Error writing to file.\n");
    }

    fclose(file);
}

void readStudentFromFile(Student *student) {
    FILE *file = fopen(FILENAME, "rb");
    if (!file) {
        perror("Failed to open file for reading");
        return;
    }

    if (fread(student, sizeof(Student), 1, file) != 1) {
        printf("Error reading from file.\n");
    }

    fclose(file);
}

int main() {
    Student s1 = {"Alice", 20, 3.5};
    saveStudentToFile(&s1);

    Student s2;
    readStudentFromFile(&s2);

    printf("Name: %s\nAge: %d\nGPA: %.2f\n", s2.name, s2.age, s2.gpa);

    return 0;
}
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在上述程序中：

1. 我们定义了一个名为 Student 的结构体，用于存储学生的 name、age 和 gpa。
2. saveStudentToFile 函数接收一个 Student 结构体的指针，并将其内容写入一个名为 “students.bin” 的二进制文件。
3. readStudentFromFile 函数读取 “students.bin” 文件的内容并将其填充到提供的 Student 结构体中。
4. 在 main 函数中，我们创建了一个名为 s1 的 Student 结构体实例，并保存它。然后我们创建了一个名为 s2 的空的 Student 结构体，并从文件中填充其内容。最后，我们打印出从文件中读取的学生信息。

程序运行结果如下：

Name: Alice
Age: 20
GPA: 3.50
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这个示例展示了如何使用 fread() 和 fwrite() 进行基本的文件 I/O，特别是用于保存和读取结构体数据。

2、文本文件读写

当然，文本文件的读写与二进制文件有所不同。文本文件通常使用诸如 fprintf()、fscanf()、fgets() 和 fputs() 之类的函数。这些函数为我们提供了更高级的文本处理能力。

下面的示例演示了如何将学生的信息写入文本文件，并从文本文件中读取它：

#include 
#include 

#define FILENAME "students.txt"
#define MAX_NAME 100

typedef struct {
    char name[MAX_NAME];
    int age;
    float gpa;
} Student;

void saveStudentToFile(const Student *student) {
    FILE *file = fopen(FILENAME, "w");
    if (!file) {
        perror("Failed to open file for writing");
        return;
    }

    fprintf(file, "%s\n%d\n%f\n", student->name, student->age, student->gpa);

    fclose(file);
}

void readStudentFromFile(Student *student) {
    FILE *file = fopen(FILENAME, "r");
    if (!file) {
        perror("Failed to open file for reading");
        return;
    }

    fscanf(file, "%99s\n%d\n%f\n", student->name, &student->age, &student->gpa);

    fclose(file);
}

int main() {
    Student s1 = {"Alice", 20, 3.5};
    saveStudentToFile(&s1);

    Student s2;
    readStudentFromFile(&s2);

    printf("Name: %s\nAge: %d\nGPA: %.2f\n", s2.name, s2.age, s2.gpa);

    return 0;
}
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在上述程序中：

1. 我们仍然使用了 Student 结构体来保存学生信息。
2. saveStudentToFile 函数使用 fprintf() 将学生信息格式化为字符串并写入文件。
3. readStudentFromFile 函数使用 fscanf() 从文件中读取格式化的文本，并填充到提供的 Student 结构体中。
4. 在 main 函数中，我们的操作与之前的示例相似，但这次我们是读写一个文本文件而不是二进制文件。

程序运行结果如下：

Name: Alice
Age: 20
GPA: 3.50
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注意：当处理文本文件时，需要注意文件中的换行符和空格，因为它们可能会影响到 fscanf() 的行为。在实践中，对于真实的应用程序，可能需要使用更健壮的解析方法，例如结合 fgets() 和 sscanf() 来读取和解析文本行。