ファイル入出力関数の詳細と具体例を示す．
fopen() 関数のプロトタイプ宣言は，
FILE *fopen(const char *filename, const char *mode);
となっている．
fopen 関数の第 1 引数「ファイル名」は，ディスク上でのファイルの名称を表す文字列である．
ファイル名を表す文字列定数や変数を渡せばよい．
例："textfile.txt"など．
パスを省略した場合は，exeファイルと同じフォルダ内（またはOSが指定する作業ディレクトリ）にファイルが書き出され／読み込まれる．
作業ディレクトリと別の場所にファイルを保存したければ，フルパスで指定する．
例えば，"c:\\users\\textfile.txt"
パスの区切り文字は\\とすること！ さもないとエスケープシーケンスとみなされて，ファイルが開けない．
fopen 関数の第 2 引数「モード」は，同じく文字列であるが，以下に示すファイルに対する操作を指定する．
バイナリファイルの場合には，モードの文字列にbを追加し，"rb"，"wb" のように指定する．
| モード | 意味 | 備考 |
|---|---|---|
| "r" | 読み込み専用でファイルを開く．read | 既存ファイルが無ければエラー． |
| "w" | 書き込み専用で新規ファイルを開く．write | ファイルが既に存在する場合は消去・上書き． |
| "a" | 追加書き込み専用でファイルを開く．append | 元のファイルの末尾に追記．ファイルが無い場合は作成される． |
| "r+" | 読み書き用でファイルを開く． | 既存ファイルが無ければエラー． |
| "w+" | 読み書き用で新規ファイルを開く． | ファイルが既に存在する場合は消去・上書き． |
| "a+" | 読み込み＋追加書き込み用でファイルを開く． | 元のファイルの末尾に追記．ファイルが無い場合は作成される． |
fopen() は，ファイルのオープンに成功すると，そのファイルへのファイルポインタ（FILE構造体へのポインタ）を返す．
ファイルポインタ変数には，「どのファイルの，どの辺りを読み書きしているか」が書かれている．
なんらかの原因によりオープンに失敗すると，NULL ポインタを返す．
このため，以下のようなfopen()の戻り値のチェック処理（NULLチェック）を必ず入れること．
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
int main(void)
{
FILE* fp;
const char fname[] = "datafile.txt"; // ファイル名
fp = fopen(fname, "w"); // fnameは，ファイル名
if( fp == NULL ) {
printf("エラー．%s が開けません．\n", fname); // 開けなかったファイル名を表示
exit(1);
}
// ... 読み書き処理
printf("%s を保存しました （or 読み込みました）．\n", fname); // 処理後にファイル名とメッセージを出す場合
fclose(fp); // ファイルを閉じる
}
ファイル読み書きの基本単位は 1 バイト ( byte ) であり，1 バイトづつ読み書きする関数が用意されている．
int fgetc(FILE* fp);
int fputc(int 書き出す値, FILE* fp);
fgetc, fputc = file {get, put} char の省略である．
fgetc()
1バイト読み込み fgetc() は，ファイルのunsigned charとして）1バイト読み込み，int型の値として返す．
この関数の戻り値は int =32bit だが，ファイル読み込んだ数値はそのうちの下位 1 バイトに格納されている．
したがって，戻り値を charやunsigned char型の別の変数に代入しても，問題はない．
エラーの時（またはファイルの最後で読むものがなくなった時）は，EOF (End Of File, -1と定義されている) を返す．
文字・文字列で解説した通り，ASCIIコードはすべて符号なし整数であるため，EOF 記号を判定すれば「どの文字でもない」ことがわかる．
fputc()
1 バイト書き出しfputc() は，「書き出す値」の下位 1 バイトを，
ファイルの 現在の位置に unsigned char 型の値として書き込む．
戻り値は，書き込みが成功すると書き込んだ値を返し，失敗すると EOF を返す．
fgetc, fputc 関数は，ファイルに書かれている内容を数値として取り出す／書き出すだけであるので，
テキストファイル・バイナリーファイルを問わずいかなるファイルでも読み書きできる．
fputc の例#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
int main(void)
{
FILE* fp;
const char fname[] = "fputc_sample.txt"; /* ファイル名 */
fp = fopen(fname, "w");
if( fp == NULL ) {
printf("エラー．%s が開けません．\n", fname);
exit(1);
}
char c;
for(c='a'; c<='z'; c++) { /* 文字コードを使ったループ */
fputc(c, fp);
}
fputc('\n', fp); /* ファイル内で改行 */
for(c='A'; c<='Z'; c++) {
fputc(c, fp);
}
printf("%s を保存しました．\n", fname);
fclose(fp); /* ファイルを閉じる */
}
fgetc の例
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
int main(void)
{
FILE* fp;
const char fname[] = "fputc_sample.txt"; /* 読み込みたいファイル名 */
fp = fopen(fname, "r"); /* fnameは，既に存在するファイル名 */
if( fp == NULL ) {
printf("エラー．%s が開けません．\n", fname);
exit(1);
}
int c;
do {
c = fgetc(fp);
printf("0x%02x %d \n", c, c); /* 読み込んだファイルの内容を 16進数 と 10進数 で表示 */
} while ( c != EOF );
printf("%s を読み込みました．\n", fname);
fclose(fp); /* ファイルを閉じる */
}
ファイル内の「行」単位で文字列の入出力を行うには，fputs関数や，fgets関数を使用する．
int fputs(char* 書き出す文字列, FILE* fp);
char* fgets(char* 文字列バッファ, int 文字列バッファ長さ, FILE* fp);
fgets, fputs = file {get, put} string の省略である．
「行」という考え方がそもそもテキストファイルであるので，この関数はテキストファイルを扱うことが前提である！
fputs()
fputs() は，引数の文字列すべてをファイルに書き出す．
戻り値は，成功すると負でない値を返し，エラーの時は EOF を返す．
fgets()
fgets() は，ファイルから1行を文字列バッファに読み込み，成功すると読み込んだ文字列（の先頭アドレスを指すポインタ）を返す．
エラー（ファイルの終端に達した等）の時は， NULL を返す．
fputs の例#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
int main(void)
{
FILE* fp;
const char fname[] = "fputs_sample.txt"; /* ファイル名 */
fp = fopen(fname, "w");
if( fp == NULL ) {
printf("エラー．%s が開けません．\n", fname);
exit(1);
}
fputs("Hello world!\n", fp); /* 直接文字列を渡す */
char str[] = "This is sample text.";
fputs(str, fp); /* 配列をを渡す */
printf("%s を保存しました．\n", fname);
fclose(fp); /* ファイルを閉じる */
}
ファイル入出力で一番柔軟性が高いのは，以下の関数である．
int fprintf(FILE* fp, char* 書式指定文字列, ...);
int fscanf(FILE* fp, char* 書式指定文字列, ...);
fprintf() と fscanf() は，画面・キーボード入出力で使う printf() と scanf() とほぼ同じ動作をするが，
最初の引数がファイルポインタである点が異なる．
もちろん，入出力がキーボードや画面に対して行われるのではなく，ファイルに対して行われるため，例えば fprintf() 関数を呼び出しても画面には何も表示されない．．
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
int main(void)
{
FILE* fp;
const char fname[] = "sample.txt";
fp = fopen(fname, "r");
if( fp == NULL) {
printf("File Open Error\n");
exit(1);
}
char buf[100]; // 読み込み用バッファ
while( fscanf(fp, "%s", buf) != EOF) { // EOF = end of file を表す記号
printf("%s\n", buf);
}
fclose(fp);
return 0;
}
テキストデータの読み書きには，fscanf(), fprintf() 関数が便利だが，それだけでは十分ではない．
例えば，bmp, jpeg画像ファイル，mp3, wav音声ファイル，mp4, mov動画ファイルなどは，
数値データの配列であって文字列ではないため，テキスト入出力関数では扱えない．
このようなデータを扱う場合，以下のバイナリ入出力関数を用いる必要がある．
size_t fread(void* buffer, size_t サイズ, size_t 個数, FILE* fp);
size_t fwrite(void* buffer, size_t サイズ, size_t 個数, FILE* fp);
はそれぞれ，buffer を先頭アドレスとするデータを，指定の長さ分，ファイルに読み書きする関数である．
読み書きするデータの総バイト数は，1個当たり「サイズ」バイトのデータを「個数」個，すなわち，（サイズ）×（個数）バイトとなる．
戻り値は，「実際に」ファイルに書き込んだデータの個数（バイト数ではない！）が返る． 戻り値が第3引数の「個数」と等しければ書き込み成功，それ以下であれば何らかの理由で書き込みが失敗したことを表す． （頻度は高くないが，ディスクが一杯，壊れているなど）
注1：void*は，voidポインタであり，「どんな型でも指すことができる汎用ポインタ」である．
従って，第1引数には，charだけでなく，int,floatやdoubleなどの単純型だけでなく，配列や構造体など，あらゆるデータのアドレスを渡すことができる．
注2：size_t型は，コンパイラがもつ最大の値を格納できる整数と定義されていて， 多くの場合，unsigned longと同等である．
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
int main(void)
{
FILE* fp;
const char fname[] = "data.bin"; // ファイル名
fp = fopen(fname, "wb"); // binary モード
if( fp == NULL ) {
printf("エラー．%s が開けません．\n", fname); // 開けなかったファイル名を表示
exit(1);
}
const int N = 5; // 配列の要素数
float a[5] = {0.0, 1.2, -5.3, 99.99, 10000}; // float 配列
fwrite(a, sizeof(float), N, fp);
printf("%s を書き出しました．\n", fname);
fclose(fp); // ファイルを閉じる
}
は，float 型配列 5 個分 = 20 byte のデータをファイルに書き出す．
fwrite()は，戻り値として書き込むことができたデータ数を返すので，エラー処理を丁寧に書くならば
if( fwrite(a, sizeof(float), N, fp) != N) {
printf("write error!\n");
}
とすると良い．
fgetc() や fputc() では，「エラーの時」と，「ファイル終端の時」で戻り値が同じであり，判定できない．
また，その他の関数を使用した読み書きでも，ファイルの終端まで読み込んだかどうかの判定が必要である．
これらの判定には， feof 関数や ferror関数を使う．
int feof(FILE* fp);
int ferror(FILE* fp);
feof() は，現在の位置がファイルの終わりであれば 0以外の値 を，そうでなければ 0 を返す．
ファイルの中身にどれだけデータが書かれているか不明の場合に，while文と組み合わせて大いに役立つ関数である．
ferror() は，ファイル入出力にエラーが起きていれば 0以外の値を，エラーが起きていなけれな 0 を返す．
ファイルの終端まで読み込みたい場合
while ( ! feof(fp) ) {
/* fgetc() など．．．*/
}
fprintf関数など，多くのファイル入出力関数の引数には，fopen()関数が返した有効なファイルポインタを渡すが，ここに stdout や stderr と記述すると，ファイルではなく画面に出力される．
この機能は，ファイル出力プログラムの動作チェックに重宝する．
なお，stdoutは，コマンドプロンプトでのリダイレクト（exeファイル名に続けて > 記号で画面出力をファイルに振り替える機能）により，
出力先がファイルに変更されるが，
stderrは，必ず画面に出力される．
stdout と stderr は，fopen(), close()しなくとも使用できる．
fprintf(stdout, " ... ", ...); /* ファイルではなく標準出力に出力．printfと等価．*/
fprintf(stderr, " ... ", ...); /* ファイルではなく標準エラー出力に出力．*/
ここでは，実際のファイル入出力のサンプルプログラムを例示する．
パターンは決まっているので，サンプルを各自で実行してみて，定石を覚えてしまうと良い．
以下のプログラムを作成し，実行してみよ．myfile.txtは，どのようなファイルとなるか． 実行後にテキストエディタで開いてみよ．
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
int main(void)
{
FILE* fp = NULL;
const char fname[] = "myfile.txt"; /* ファイル名．*/
/***********************************************/
/* 書き込みモードでテキストファイルを開く */
/***********************************************/
fp = fopen(fname, "w");
if( fp == NULL) {
printf("File Open Error\n");
exit(1);
}
/***********************************************/
/* fputcの例． */
/***********************************************/
fputc('a', fp);
fputc('b', fp);
fputc('c', fp);
fputc('\n', fp); /* 改行 */
fputc('d', fp);
fputc('\t', fp); /* tab */
fputc('e', fp);
fputc('f', fp);
fputc('\n', fp); /* 改行 */
/***********************************************/
/* fputsの例 */
/***********************************************/
char str[] = "Hello Meiji!\n";
fputs(str, fp); /* １行書き出し */
fputs(str, fp); /* １行書き出し */
/***********************************************/
/* fprintfの例 */
/***********************************************/
for(int i=0; i<10; i++) {
fprintf(fp, "%d , ", i); /* コンマ区切りの例．csvファイルとして出力する方法． */
}
fprintf(fp, "\n");
fclose(fp); /* これを忘れてはいけない． */
}
さきほど作成したmyfile.txtを読み込む例．先の書き出しのサンプルを実行した後に実行すること．
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
int main(void)
{
FILE* fp = NULL;
const char fname[] = "myfile.txt"; /* ファイル名 */
/* 読み込みモードでテキストファイルを開く */
fp = fopen(fname, "r");
if( fp == NULL) {
printf("File Open Error\n");
exit(1);
}
/* fgetcの例．先頭から最後まで1バイトごとに，読み込みと画面に表示 */
int c;
while( ! feof(fp) ) {
c = fgetc(fp);
printf("%c (0x%02x) %d \n", c, c, c); /* 読み込んだ1バイトを，文字，16進数，10進数で表示 */
}
fclose(fp); /* これを忘れてはいけない． */
}
これを実行すると何が表示されるか，よく考えてみよ．
最後に表示される −1 は，ファイル終端記号(EOF)である．
同様に，myfile.txtをfgetsで読み込む例．
ファイル書き出しのサンプルを実行した後に，実行すること．
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
int main(void)
{
FILE* fp = NULL;
const char fname[] = "myfile.txt"; /* ファイル名 */
/* 読み込みモードでテキストファイルを開く */
fp = fopen(fname, "r");
if( fp == NULL) {
printf("File Open Error\n");
exit(1);
}
/* ここまではfgetcの場合と同じ */
/*****************************************/
/*************************************************/
/* fgetsの例． */
/* 先頭から最後まで1行づつ読み込んで画面に表示 */
/*************************************************/
const int N = 100; /* 行バッファのサイズ．1行の文字数より大きい値にしておく．constでないと次の行がエラーとなる．*/
char buffer[N]; /* 行バッファ． ここに 1 行分のデータを格納する */
while( ! feof(fp) ) {
if( fgets(buffer, N, fp) != NULL) { /* 1 行読込．改行コードまで読み込まれ，ヌル文字が自動的に付加される．*/
printf("%s", buffer); /* 読み込んだ1行を文字列で表示*/
}
}
fclose(fp);
}
これを実行すると何が表示されるか，考えてみよう．
最後に表示される −1 は，ファイル終端記号(EOF)である．
以下のプログラムを作成し，実行してみよ． myfile.binは，どのようなファイルとなるか．
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
int main(void)
{
FILE* fp = NULL;
const char fname[] = "myfile.bin"; /* ファイル名 */
/* 書き込みモードでバイナリファイルを開く */
if( (fp = fopen(fname, "wb")) == NULL) {
printf("File Open Error¥n");
exit(1);
}
const int N = 1; /* データ個数 */
int i = 100; /* データ */
if( fwrite(&i, sizeof(int), N, fp) != N) {
printf("write error¥n");
exit(1);
}
fclose(fp);
i = 0; /* clear */
/*************************** ここでいったん区切り *****************************************/
/* 読み込みモードでバイナリファイルを再度開く */
if( (fp = fopen(fname, "rb")) == NULL) {
printf("Open Error¥n");
exit(1);
}
if( fread(&i, sizeof(int), N, fp) != N) {
printf("read error¥n");
exit(1);
}
fclose(fp);
printf("i = %d¥n", i);
}