fread和fwrite函數，C語言fread和fwrite函數詳解

對檔案格式化讀寫函數 fprintf 與 fscanf 而言，儘管它可以從磁碟檔案中讀寫任何型別的檔案，即讀寫的檔案型別可以是文字檔案、二進位制檔案，也可以是其他形式的檔案。但是，對二進位制檔案的讀寫來說，考慮到檔案的讀寫效率等原因，還是建議盡量使用 fread 和 fwrite 函數進行讀寫操作。

fread 與 fwrite 函數的原型如下面的程式碼所示：

size_t fread(void *buf, size_t size, size_t count, FILE *fp);
size_t fwrite(const void * buf, size_t size, size_t count, FILE *fp);

在上面的 fread 和 fwrite 函數原型中：

• 引數 size 是指單個元素的大小（其單位是位元組而不是位，例如，讀取一個 int 型資料就是 4 位元組）；
• 引數 count 指出要讀或寫的元素個數，這些元素在 buf 所指的記憶體空間中連續存放，共占“size*count”個位元組。

即 fread 函數從檔案 fp 中讀出“size*count”個位元組儲存到 buf 中，而 fwrite 把 buf 中的“size*count”個位元組寫到檔案 fp 中。最後，函數 fread 和 fwrite 的返回值為讀或寫的記錄數，成功時返回的記錄數等於 count 引數，出錯或讀到檔案末尾時返回的記錄數小於 count，也可能返回 0。

需要注意的是，儘管 fread 和 fwrite 函數可以對資料進行成塊讀寫，但並不是說一次想讀寫多少資料就能全部讀寫多少資料，畢竟快取有限，而且不同的作業系統的快取大小也可能不一樣。同時，許多程式設計師還認為函數的引數 (size、count) 與位置對齊有關，甚至認為語句“fwrite(ptr,1,1024,fp)”的執行效率會比“fwrite(ptr,1024,1,fp)”高。實際情況並非如此，如在 glibc-2.17 庫中對 fwrite 函數的實現如下：

_IO_size_t _IO_fwrite (const void *buf, _IO_size_t size, _IO_size_t count, _IO_FILE *fp)
{
    _IO_size_t request = size * count;
    _IO_size_t written = 0;
    CHECK_FILE (fp, 0);
    if (request == 0)
        return 0;
    _IO_acquire_lock (fp);
    if (_IO_vtable_offset (fp) != 0 || _IO_fwide (fp, -1) == -1)
        written = _IO_sputn (fp, (const char *0 buf, request);
    _IO_release_lock (fp);
    if (written == request)
        return count;
    else if (written == EOF)
        return 0;
    else
        return written / size;
}

從上面的 fwrite 函數原始碼實現中可以清楚地看到：

首先，在把引數 size 與 count 傳進函數之後，第一步就是通過語句“_IO_size_t request=size*count;”來計算“size*count”，所以這兩個引數與什麼位置對齊根本沒有半點關係。

其次，在函數返回時，如果整個寫入成功（“written==request”），就返回 count；如果遇到 EOF(“written==EOF”)，就返回 0；否則返回“written/size”。由此可見，函數返回的是成功寫入的塊數，而不是位元組數（除非 size 為 1），這樣做有許多好處。例如，在寫入多個結構體時，返回值能告訴你成功寫入的結構體的個數。當然，這樣看來，前面的“fwrite(ptr,1,1024,fp)”與“fwrite(ptr,1024,1,fp)”語句還是有所差別的。但是，如果呼叫者只關心是否全部寫入成功，那麼就完全沒必要糾結於語句“fwrite(ptr,1,1024,fp)”與“fwrite(ptr,1024,1,fp)”之間的差別了。

對於 fread 函數，其道理與 fwrite 函數完全一樣，如下面的函數原始碼所示：

_IO_size_t _IO_fread (void *buf,_IO_size_t size,_IO_size_t count,_IO_FILE *fp)
{
    _IO_size_t bytes_requested = size * count;
    _IO_size_t bytes_read;
    CHECK_FILE (fp, 0);
    if (bytes_requested == 0)
        return 0;
    _IO_acquire_lock (fp);
    bytes_read = _IO_sgetn (fp, (char *) buf, bytes_requested);
    _IO_release_lock (fp);
    return bytes_requested == bytes_read ？ count : bytes_read / size;
}

除此之外，函數 fwrite 還與檔案的開啟模式有關。例如，如果檔案的開啟模式是“w+”，則是從檔案指標指向的地址開始寫，替換掉之後的內容，檔案的長度可以不變，fp 的位置移動 count 個數；如果檔案的開啟模式為“a+”，則從檔案的末尾開始新增，檔案的長度會不斷增加。