#include <stdio.h>
size_t fread(void *ptr, size_t size, size_t nmemb, FILE *stream);
size_t fwrite(const void *ptr, size_t size, size_t nmemb, FILE *stream);

库函数 fread()用于读取文件数据，其参数和返回值含义如下：

ptr：fread()将读取到的数据存放在参数 ptr 指向的缓冲区中；

size：fread()从文件读取 nmemb 个数据项，每一个数据项的大小为 size 个字节，所以总共读取的数据大小为 nmemb * size 个字节。

nmemb：参数 nmemb 指定了读取数据项的个数。

stream：FILE 指针。

返回值：调用成功时返回读取到的数据项的数目（数据项数目并不等于实际读取的字节数，除非参数size 等于 1）；如果发生错误或到达文件末尾，则 fread()返回的值将小于参数 nmemb，那么到底发生了错误还是到达了文件末尾，fread()不能区分文件结尾和错误，究竟是哪一种情况，此时可以使用 ferror()或 feof()函数来判断，具体参考 4.7 小节内容的介绍。

库函数 fwrite()用于将数据写入到文件中，其参数和返回值含义如下：

ptr：将参数 ptr 指向的缓冲区中的数据写入到文件中。

size：参数 size 指定了每个数据项的字节大小，与 fread()函数的 size 参数意义相同。

nmemb：参数 nmemb 指定了写入的数据项个数，与 fread()函数的 nmemb 参数意义相同。

stream：FILE 指针。

返回值：调用成功时返回写入的数据项的数目（数据项数目并不等于实际写入的字节数，除非参数 size等于 1）；如果发生错误，则 fwrite()返回的值将小于参数 nmemb（或者等于 0）。

        由此可知，库函数 fread()、fwrite()中指定读取或写入数据大小的方式与系统调用 read()、write()不同，前者通过 nmemb（数据项个数）*size（每个数据项的大小）的方式来指定数据大小，而后者则直接通过一个 size 参数指定数据大小。

        譬如要将一个 struct mystr 结构体数据写入到文件中，可按如下方式写入：

fwrite(buf, sizeof(struct mystr), 1, file);

使用示例

        结合使用本小节与上小节所学内容，我们来编写一个简单地示例代码，使用标准 I/O 方式对文件进行读写操作。示例代码 4.5.1 演示了使用 fwrite()库函数将数据写入到文件中。

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
int main(void)
{
 char buf[] = "Hello World!\n";
 FILE *fp = NULL;
 /* 打开文件 */
 if (NULL == (fp = fopen("./test_file", "w"))) {
     perror("fopen error");
     exit(-1);
 }
 printf("文件打开成功!\n");
 /* 写入数据 */
 if (sizeof(buf) > fwrite(buf, 1, sizeof(buf), fp)) {
     printf("fwrite error\n");
     fclose(fp);
     exit(-1);
 }
 printf("数据写入成功!\n");
 /* 关闭文件 */
 fclose(fp);
 exit(0);
}

        首先使用 fopen()函数将当前目录下的 test_file 文件打开，调用 fopen()时 mode 参数设置为"w"，表示以只写的方式打开文件，并将文件的长度截断为 0，如果指定文件不存在则创建该文件。打开文件之后调用fwrite()函数将"Hello World!"字符串数据写入到文件中。

        写入完成之后，调用 fclose()函数关闭文件，退出程序。

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
int main(void)
{
 char buf[50] = {0};
 FILE *fp = NULL;
 int size;
 /* 打开文件 */
 if (NULL == (fp = fopen("./test_file", "r"))) {
     perror("fopen error");
     exit(-1);
 }
 printf("文件打开成功!\n");
 /* 读取数据 */
 if (12 > (size = fread(buf, 1, 12, fp))) {
 if (ferror(fp)) { //使用 ferror 判断是否是发生错误
     printf("fread error\n");
     fclose(fp);
     exit(-1);
 }
 /* 如果未发生错误则意味着已经到达了文件末尾 */
 }
 printf("成功读取%d 个字节数据: %s\n", size, buf);
 /* 关闭文件 */
 fclose(fp);
 exit(0);
}

        首先同样使用 fopen()打开当前目录下的 test_file 文件得到 FILE 指针，调用 fopen()时其参数 mode 设置为"r"，表示以只读方式打开文件。

        接着使用 fread()函数从文件中读取 12 * 1=12 个字节的数据，将读取到的数据存放在 buf 中，当读取到的字节数小于指定字节数时，表示发生了错误或者已经到达了文件末尾，程序中调用了库函数 ferror()来判断是不是发生了错误，该函数将会在 4.7 小节中介绍。如果未发生错误，那么就意味着已经达到了文件末尾，其实也就说明了在调用 fread()读文件时对应的读写位置到文件末尾之间的字节数小于指定的字节数。

        库函数 fseek()的作用类似于系统调用 lseek()，用于设置文件读写位置偏移量，lseek()用于文件 I/O，而库函数 fseek()则用于标准 I/O，其函数原型如下所示：

#include <stdio.h>
int fseek(FILE *stream, long offset, int whence);

函数参数和返回值含义如下：

stream：FILE 指针。

offset：与 lseek()函数的 offset 参数意义相同。

whence：与 lseek()函数的 whence 参数意义相同。

返回值：成功返回 0；发生错误将返回-1，并且会设置 errno 以指示错误原因；与 lseek()函数的返回值意义不同，这里要注意！

        调用库函数 fread()、fwrite()读写文件时，文件的读写位置偏移量会自动递增，使用 fseek()可手动设置文件当前的读写位置偏移量。

譬如将文件的读写位置移动到文件开头处：

fseek(file, 0, SEEK_SET);

将文件的读写位置移动到文件末尾：

fseek(file, 0, SEEK_END);

将文件的读写位置移动到 100 个字节偏移量处：

fseek(file, 100, SEEK_SET);

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
int main(void)
{
 FILE *fp = NULL;
 char rd_buf[100] = {0};
 char wr_buf[] = "http://xxxxxxxxxxxxx\n";
 int ret;
 /* 打开文件 */
 if (NULL == (fp = fopen("./test_file", "w+"))) {
     perror("fopen error");
     exit(-1);
 }
 printf("文件打开成功!\n");
 /* 写文件 */
 if (sizeof(wr_buf) > fwrite(wr_buf, 1, sizeof(wr_buf), fp)) {
     printf("fwrite error\n");
     fclose(fp);
     exit(-1);
 }
 printf("数据写入成功!\n");
 /* 将读写位置移动到文件头部 */
 if (0 > fseek(fp, 0, SEEK_SET)) {
     perror("fseek error");
     fclose(fp);
     exit(-1);
 }
 /* 读文件 */
 if (sizeof(wr_buf) > (ret = fread(rd_buf, 1, sizeof(wr_buf), fp))) {
     printf("fread error\n");
     fclose(fp);
     exit(-1);
 }
 printf("成功读取%d 个字节数据: %s\n", ret, rd_buf);
 /* 关闭文件 */
 fclose(fp);
 exit(0);
}

1、ftell()函数

        库函数 ftell()可用于获取文件当前的读写位置偏移量，其函数原型如下所示

#include <stdio.h>
long ftell(FILE *stream);

        参数 stream 指向对应的文件，函数调用成功将返回当前读写位置偏移量；调用失败将返回-1，并会设置errno 以指示错误原因。

库函数 feof()用于测试参数 stream 所指文件的 end-of-file 标志，如果 end-of-file 标志被设置了，则调用feof()函数将返回一个非零值，如果 end-of-file 标志没有被设置，则返回 0。

其函数原型如下所示：

#include <stdio.h>
int feof(FILE *stream);

当文件的读写位置移动到了文件末尾时，end-of-file 标志将会被设置。

if (feof(file)) {
/* 到达文件末尾 */
}
else {
/* 未到达文件末尾 */
}

3、ferror()函数

        库函数 ferror()用于测试参数 stream 所指文件的错误标志，如果错误标志被设置了，则调用 ferror()函数将返回一个非零值，如果错误标志没有被设置，则返回 0。

其函数原型如下所示：

#include <stdio.h>
int ferror(FILE *stream);

if (ferror(file)) {
/* 发生错误 */
}
else {
/* 未发生错误 */
}

4、clearerr()函数

        库函数 clearerr()用于清除 end-of-file 标志和错误标志，当调用 feof()或 ferror()校验这些标志后，通常需要清除这些标志，避免下次校验时使用到的是上一次设置的值，此时可以手动调用 clearerr()函数清除标志。

        clearerr()函数原型如下所示：

#include <stdio.h>
void clearerr(FILE *stream);

1、格式化输出

        C 库函数提供了 5 个格式化输出函数，包括：printf()、fprintf()、dprintf()、sprintf()、snprintf()，其函数 定义如下所示：

#include <stdio.h>
int printf(const char *format, ...);
int fprintf(FILE *stream, const char *format, ...);
int dprintf(int fd, const char *format, ...);
int sprintf(char *buf, const char *format, ...);
int snprintf(char *buf, size_t size, const char *format, ...);

printf("Hello World!\n");

printf("%d\n", 5);

fprintf(stderr, "Hello World!\n");

fprintf(stderr, "%d\n", 5);

dprintf(STDERR_FILENO, "Hello World!\n");

dprintf(STDERR_FILENO, "%d\n", 5);

char buf[100];
sprintf(buf, "Hello World!\n");

char buf[20] = {0};
sprintf(buf, "%d", 100);