C语言文件管理之二 fwrite函数和fread函数

第一篇文章已经介绍了fopen函数。而且也使用了fwrite和fread函数，但并没有介绍这两个函数。这篇详细解释这两个函数的使用。
顾名思义，fwrite函数是用来往文件写内容的，fread函数是可以从文件读取内容的。
首先要明白一点，这个两个函数是可以读写二进制内容，但是作为例子，我们是看不懂二进制内容的，所以还是以读写文本为例子。还有读写是存在编码问题的，为了更简洁的介绍这两个函数，我们不使用中文字符串（会有乱码），（编码问题单独写一篇讨论）。

先看下fwrite函数的声明。

size_t fwrite (const void *ptr, size_t size,size_t n, FILE *stream);

fwrite有四个参数，但源码取的名字非常的难理解。需要解释一下

• 第1个参数：const void *类型的指针，其实是要写的内容，可能是任意类型，不一定是字符串。而且是可以写int类型的，但是几乎是不可以用的，因为会把int当成4个char来写入。 而且没有用满的地方写入nul，这是不能接受的。
• 第2个参数：size 表示的是一个写入单位的大小，比如类型可能int,那么size就是4。如果是一个struct，那么就是这个struct的大小。
• 第3个参数：n表示数量 计算方式是 总长度/单位大小。在GNU man手册中有个这样的宏定义#define ARRAY_SIZE(arr) (sizeof(arr) / sizeof((arr)[0]))， ARRAY_SIZE(arr)表示的就是这里的n。
• 第4个参数：stream 这个好理解，需要操作的文件流。
  举个例子就明白了。这个例子的目的就是往一个文件里面写入字符串。

int main() {
    FILE *file = fopen("test.txt", "w+");
    if (file == NULL) {
        perror("fopen");
        EXIT_FAILURE;
    }

    char buf[] = "abcd";
    size_t ret = fwrite(buf, sizeof(*buf) , sizeof(buf)/ sizeof(buf[0])-1, file);

    if (ret != sizeof(buf)) {
        perror("fwrite");
        EXIT_FAILURE;
    }

    return 0;
}

我们定义了一个char数组buf。内容为"abcd\0"。注意在C语言里面字符串是会自动在后面加上\0结束符号的，所以数组的实际大小是5。我们关系的fwrite函数传入的参数

size_t ret = fwrite(buf, sizeof(*buf) , sizeof(buf)/ sizeof(buf[0])-1, file);

这行代码等价于：

size_t ret = fwrite(buf, 1, 5-1, file);

第二个参数的传入的是char类型占用内存大小，也就是占用1个字节。
第三个参数表示数组总长度/单个长度，其实就是数组数量，因为字符串会自动加\0,所以我们需要手动将结果减1。这样就可以写入4个char ‘a’ ‘b’ ‘c’ ’d‘。如果不减1，结果就会变成下面这样

这显然不是我们想要的。
事实上，正是因为每次都要注意结尾的这个\0,并不是特别的方便。所以有了fprintf和fputs这些专门用来操作字符串的函数，用起来更加方便。关于这两个函数，会专门写一篇，这里为了这篇文章的简洁性，就不深入讨论了。
事实上，fwrite这个函数是比较“难用”的。因为他的功能更强，体现在他可以操作void *类型的数据，也就是什么数据都可以写。当然我们只能看懂char类型的数据，其它数据只有机器才能看懂，在我们看来就是乱码。
比如写入int类型，看下面的例子：

int main() {
    FILE *file = fopen("test.txt", "w+");
    if (file == NULL) {
        perror("fopen");
        EXIT_FAILURE;
    }

    int buf[]={66,67,68,69};
    
    size_t ret = fwrite(buf, sizeof(*buf) , sizeof(buf)/ sizeof(buf[0]), file);
    
    if (ret != sizeof(buf)) {
        perror("fwrite");
        EXIT_FAILURE;
    }

    return 0;
}

输出的结果是这样的：

仔细一看，还是能看懂部分内容的，也就是字符 bcde。也就是对应66，67，68，69。但是int是占用4个字节的，多出来的三个字节用NUL填充。所以写入int这种做法只能当例子举举，真要用，你也只能写成“66676869”这种字符串。因为这是人可以看懂的。
当然对于程序员来说，我们常见的需求可能就是写文本文件，而不是写二进制文件。所以fprintf和fputs函数可能用起来更方便。而不是fwrite函数。
说完了fwrite函数，fread函数就简单了，他们的参数是一样的。
看下面的例子：

int main() {
    FILE *file = fopen("test.txt", "w+");
    if (file == NULL) {
        perror("fopen");
        EXIT_FAILURE;
    }

    int buf[]={66,67,68,69};
    
    size_t ret = fwrite(buf, sizeof(*buf) , sizeof(buf)/ sizeof(buf[0]), file);
    
    if (ret != sizeof(buf)) {
        perror("fwrite");
        EXIT_FAILURE;
    }
    //新增代码
    fseek(file,0,SEEK_SET);
    char readbuf[3];
    fread(readbuf, sizeof(*buf), sizeof(buf)/sizeof(buf[0]),file);
    printf("%c\n",readbuf[0]);
    printf("%c\n",readbuf[1]);
    printf("%c\n",readbuf[2]);

    return 0;
}

这里我们用到了fseek函数，因为我们是先写入数据到文件，然后再读，在数据写入完成后，指针是指向文件末尾的，也就是末尾后面的内容是内存中未知内容。所以我们需要把指针定位到文件开头。 fseek(file,0,SEEK_SET);这行代码就是把指针定位到文件开头，知道是这个作用就行，fseek具体细节会专门写一篇文章。这样就可以通过fread函数读取文件的内容了。读到的结果保存在我们定义的buf变量里面。
结果如下：

a
b
c