在 C 語言中，文件的讀寫是一個非常常見的需求。fopen 是標準庫中提供的函數，用來打開文件，返回一個文件指針供后續操作使用。本篇博客將詳細介紹 fopen 的使用方法、每個參數的含義，以及它與 Shell 中 >、>> 重定向符的聯系與區別。

一、fopen 函數原型

FILE *fopen(const char *filename, const char *mode);

• filename：要打開的文件路徑，可以是相對路徑或絕對路徑。
• mode：打開文件的方式，也叫“模式”，是一個字符串，控制你要如何訪問文件（讀、寫、追加等）。

返回值是一個 FILE * 類型的文件指針，如果打開失敗則返回 NULL。

二、mode 模式參數詳解

模式	描述	文件是否需要存在？	是否會清空原文件？
"r"	只讀模式打開文本文件	是	否
"w"	只寫模式打開文本文件	否	是（若存在則清空）
"a"	追加寫入模式打開文本文件	否	否（寫入時追加）
"r+"	讀寫模式打開文本文件	是	否
"w+"	讀寫模式，若文件存在則清空	否	是
"a+"	讀寫模式，從文件末尾追加寫入	否	否
"rb"	以二進制只讀方式打開文件	是	否
"wb"	以二進制只寫方式打開文件	否	是
"ab"	以二進制追加方式打開文件	否	否

2.1 “r”：只讀模式

只能讀取已有文件，文件必須存在。

#include <stdio.h>int main() {FILE *fp = fopen("data.txt", "r");if (!fp) {perror("無法打開文件");return 1;}char buffer[100];while (fgets(buffer, sizeof(buffer), fp)) {printf("%s", buffer);}fclose(fp);return 0;
}

在終端將顯示data.txt中原有的文件內容

2.2 “w” 只寫模式

fopen(“log.txt”, “w”) 以“寫模式”（“w”）打開 log.txt 文件。如果文件不存在，它會被創建。如果文件已經存在，文件的原始內容會被清空，重新寫入新內容。
fprintf(fp, “Hello, world!\n”); 這一行會將字符串 “Hello, world!\n” 寫入 log.txt 文件中。
執行完后，文件會關閉，原文件中的所有內容（包括原先的 “hello”）都會被新內容覆蓋。
假設log.txt中的內容為：

hello

那么執行下面的代碼之后：

#include <stdio.h>int main() {FILE *fp = fopen("log.txt", "w");if (!fp) {perror("無法打開文件");return 1;}fprintf(fp, "Hello, world!\n");fclose(fp);return 0;
}

因此，假設文件 log.txt 在之前包含 “hello”，再次運行此程序后，文件的內容會被重寫為：

Hello, world!

2.3 “a”：追加模式

fopen(“log.txt”, “a”) 以“追加模式”（“a”）打開文件。如果 log.txt 文件不存在，它會被創建。如果文件已經存在，新寫入的內容會被添加到文件的末尾，而不會覆蓋原有的內容。
fprintf(fp, “程序執行了一次。\n”); 這一行會把字符串 “程序執行了一次。\n” 寫入文件。
執行完后，文件會關閉。
假設文件 log.txt 中原本的內容為：

hello

那么執行下面的代碼之后：

#include <stdio.h>int main() {FILE *fp = fopen("log.txt", "a");if (!fp) {perror("無法打開文件");return 1;}fprintf(fp, "程序執行了一次。\n");fclose(fp);return 0;
}

每次執行該程序時，程序都會在文件末尾追加一行 “程序執行了一次。\n”，所以第一次執行后的文件內容會變為：

hello
程序執行了一次。

如果再次運行該程序，文件內容會變為：

hello
程序執行了一次。
程序執行了一次。

每次執行程序，都會在文件末尾追加 “程序執行了一次。\n” 這一行，而不會覆蓋原有的內容。

2.4 “r+”：讀寫模式

fopen(“log.txt”, “r+”) 以“讀寫模式”（“r+”）打開文件。這種模式要求文件必須已經存在。如果文件不存在，程序會輸出 無法打開文件 并退出。
fprintf(fp, “MODIFIED”); 會將字符串 “MODIFIED” 寫入文件，從文件的開頭開始覆蓋原有的內容。由于 “MODIFIED” 的長度是 8 個字符，它會覆蓋文件中的前 8 個字節。
假設原文件log.txt 的內容是：

hello

執行下面代碼：

#include <stdio.h>int main() {FILE *fp = fopen("log.txt", "r+");if (!fp) {perror("無法打開文件");return 1;}// 覆蓋文件前幾個字節fprintf(fp, "MODIFIED");fclose(fp);return 0;
}

執行 fprintf(fp, “MODIFIED”);，文件的前 8 個字節會被 “MODIFIED” 替換。由于 “MODIFIED” 比原來的 hello 長，因此文件會變成：

MODIFIED

2.5. “w+”：讀寫模式

fopen(“log.txt”, “w+”) 以“讀寫模式”（“w+”）打開文件。如果文件不存在，它會被創建。如果文件已經存在，它會被清空（即文件內容會被刪除），然后可以進行讀寫操作。
fprintf(fp, “Writing then reading.\n”); 這一行將字符串 “Writing then reading.\n” 寫入 log.txt 文件。
rewind(fp); 將文件指針移動回文件的開頭，為后續的讀取操作做準備。
fgets(buffer, sizeof(buffer), fp); 讀取文件內容并將其存儲在 buffer 數組中，直到遇到換行符或文件末尾。這里會讀取寫入的內容 “Writing then reading.\n”。
printf(“讀取內容: %s”, buffer); 打印讀取到的內容。

#include <stdio.h>int main() {FILE *fp = fopen("log.txt", "w+");if (!fp) {perror("無法打開文件");return 1;}fprintf(fp, "Writing then reading.\n");rewind(fp); // 返回文件開頭char buffer[100];fgets(buffer, sizeof(buffer), fp);printf("讀取內容: %s", buffer);fclose(fp);return 0;
}

控制臺會輸出：

讀取內容: Writing then reading.

文件 log.txt 的內容會變為：

Writing then reading.

2.6 “a+”：讀寫追加模式

log.txt 文件的內容將被 追加 新數據，同時程序會讀取并打印文件的全部內容。
fopen(“log.txt”, “a+”);

• 打開文件 log.txt，模式為 “a+”，表示 讀寫追加模式。
• 如果文件不存在，它會被創建；如果文件存在，原有內容 不會被清空，且新的寫入內容會追加到文件末尾。
• 該模式允許讀取和寫入操作，但是寫入內容總是從文件末尾開始，不會覆蓋原有數據。

fprintf(fp, “添加一行數據\n”);

• 向文件追加一行數據 “添加一行數據\n”。由于是 “a+” 模式，文件指針會自動移到文件末尾，新的內容會添加到文件的末尾。

rewind(fp);

• 將文件指針重置到文件開頭。這樣做的目的是為了能夠從文件的開始位置讀取內容。

while (fgets(buffer, sizeof(buffer), fp))

• 使用 fgets 逐行讀取文件內容，并將讀取的每行內容打印出來。由于文件指針已被 rewind()
  移動到文件開頭，這個循環將從文件的第一行開始讀取并輸出。

假設文件 log.txt 原始內容是：

hello

執行下面代碼后：

#include <stdio.h>int main() {FILE *fp = fopen("log.txt", "a+");if (!fp) {perror("無法打開文件");return 1;}fprintf(fp, "添加一行數據\n");rewind(fp);  // 讀取需要重置到文件開頭char buffer[100];while (fgets(buffer, sizeof(buffer), fp)) {printf("%s", buffer);}fclose(fp);return 0;
}

文件內容變為：

hello
添加一行數據

程序會打印：

hello
添加一行數據

三、fopen 與 Shell 重定向 >、>> 的關系與區別

Shell 中的重定向：
1.>：輸出重定向，若文件存在則清空，等價于 fopen(“file.txt”, “w”)。
2.>>：追加輸出，文件存在時追加到末尾，等價于 fopen(“file.txt”, “a”)。

對比總結：

操作	Shell 表達方式	C 語言等價 fopen 模式
重定向輸出到文件（覆蓋）	command > file.txt	"w"
追加輸出到文件	command >> file.txt	"a"

示例：

echo "日志內容" > log.txt   # 覆蓋寫入
echo "更多日志" >> log.txt  # 追加寫入