在 C 语言中，文件的读写是一个非常常见的需求。fopen 是标准库中提供的函数，用来打开文件，返回一个文件指针供后续操作使用。本篇博客将详细介绍 fopen 的使用方法、每个参数的含义，以及它与 Shell 中 >、>> 重定向符的联系与区别。

一、fopen 函数原型

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

• filename：要打开的文件路径，可以是相对路径或绝对路径。
• mode：打开文件的方式，也叫“模式”，是一个字符串，控制你要如何访问文件（读、写、追加等）。

返回值是一个 FILE * 类型的文件指针，如果打开失败则返回 NULL。

二、mode 模式参数详解

模式	描述	文件是否需要存在？	是否会清空原文件？
"r"	只读模式打开文本文件	是	否
"w"	只写模式打开文本文件	否	是（若存在则清空）
"a"	追加写入模式打开文本文件	否	否（写入时追加）
"r+"	读写模式打开文本文件	是	否
"w+"	读写模式，若文件存在则清空	否	是
"a+"	读写模式，从文件末尾追加写入	否	否
"rb"	以二进制只读方式打开文件	是	否
"wb"	以二进制只写方式打开文件	否	是
"ab"	以二进制追加方式打开文件	否	否

2.1 “r”：只读模式

只能读取已有文件，文件必须存在。

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

在终端将显示data.txt中原有的文件内容

2.2 “w” 只写模式

fopen(“log.txt”, “w”) 以“写模式”（“w”）打开 log.txt 文件。如果文件不存在，它会被创建。如果文件已经存在，文件的原始内容会被清空，重新写入新内容。
fprintf(fp, “Hello, world!\n”); 这一行会将字符串 “Hello, world!\n” 写入 log.txt 文件中。
执行完后，文件会关闭，原文件中的所有内容（包括原先的 “hello”）都会被新内容覆盖。
假设log.txt中的内容为：

hello

那么执行下面的代码之后：

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

因此，假设文件 log.txt 在之前包含 “hello”，再次运行此程序后，文件的内容会被重写为：

Hello, world!

2.3 “a”：追加模式

fopen(“log.txt”, “a”) 以“追加模式”（“a”）打开文件。如果 log.txt 文件不存在，它会被创建。如果文件已经存在，新写入的内容会被添加到文件的末尾，而不会覆盖原有的内容。
fprintf(fp, “程序执行了一次。\n”); 这一行会把字符串 “程序执行了一次。\n” 写入文件。
执行完后，文件会关闭。
假设文件 log.txt 中原本的内容为：

hello

那么执行下面的代码之后：

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

每次执行该程序时，程序都会在文件末尾追加一行 “程序执行了一次。\n”，所以第一次执行后的文件内容会变为：

hello
程序执行了一次。

如果再次运行该程序，文件内容会变为：

hello
程序执行了一次。
程序执行了一次。

每次执行程序，都会在文件末尾追加 “程序执行了一次。\n” 这一行，而不会覆盖原有的内容。

2.4 “r+”：读写模式

fopen(“log.txt”, “r+”) 以“读写模式”（“r+”）打开文件。这种模式要求文件必须已经存在。如果文件不存在，程序会输出 无法打开文件 并退出。
fprintf(fp, “MODIFIED”); 会将字符串 “MODIFIED” 写入文件，从文件的开头开始覆盖原有的内容。由于 “MODIFIED” 的长度是 8 个字符，它会覆盖文件中的前 8 个字节。
假设原文件log.txt 的内容是：

hello

执行下面代码：

#include <stdio.h>int main() {FILE *fp = fopen("log.txt", "r+");if (!fp) {perror("无法打开文件");return 1;}// 覆盖文件前几个字节fprintf(fp, "MODIFIED");fclose(fp);return 0;
}

执行 fprintf(fp, “MODIFIED”);，文件的前 8 个字节会被 “MODIFIED” 替换。由于 “MODIFIED” 比原来的 hello 长，因此文件会变成：

MODIFIED

2.5. “w+”：读写模式

fopen(“log.txt”, “w+”) 以“读写模式”（“w+”）打开文件。如果文件不存在，它会被创建。如果文件已经存在，它会被清空（即文件内容会被删除），然后可以进行读写操作。
fprintf(fp, “Writing then reading.\n”); 这一行将字符串 “Writing then reading.\n” 写入 log.txt 文件。
rewind(fp); 将文件指针移动回文件的开头，为后续的读取操作做准备。
fgets(buffer, sizeof(buffer), fp); 读取文件内容并将其存储在 buffer 数组中，直到遇到换行符或文件末尾。这里会读取写入的内容 “Writing then reading.\n”。
printf(“读取内容: %s”, buffer); 打印读取到的内容。

#include <stdio.h>int main() {FILE *fp = fopen("log.txt", "w+");if (!fp) {perror("无法打开文件");return 1;}fprintf(fp, "Writing then reading.\n");rewind(fp); // 返回文件开头char buffer[100];fgets(buffer, sizeof(buffer), fp);printf("读取内容: %s", buffer);fclose(fp);return 0;
}

控制台会输出：

读取内容: Writing then reading.

文件 log.txt 的内容会变为：

Writing then reading.

2.6 “a+”：读写追加模式

log.txt 文件的内容将被 追加 新数据，同时程序会读取并打印文件的全部内容。
fopen(“log.txt”, “a+”);

• 打开文件 log.txt，模式为 “a+”，表示 读写追加模式。
• 如果文件不存在，它会被创建；如果文件存在，原有内容 不会被清空，且新的写入内容会追加到文件末尾。
• 该模式允许读取和写入操作，但是写入内容总是从文件末尾开始，不会覆盖原有数据。

fprintf(fp, “添加一行数据\n”);

• 向文件追加一行数据 “添加一行数据\n”。由于是 “a+” 模式，文件指针会自动移到文件末尾，新的内容会添加到文件的末尾。

rewind(fp);

• 将文件指针重置到文件开头。这样做的目的是为了能够从文件的开始位置读取内容。

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

• 使用 fgets 逐行读取文件内容，并将读取的每行内容打印出来。由于文件指针已被 rewind()
  移动到文件开头，这个循环将从文件的第一行开始读取并输出。

假设文件 log.txt 原始内容是：

hello

执行下面代码后：

#include <stdio.h>int main() {FILE *fp = fopen("log.txt", "a+");if (!fp) {perror("无法打开文件");return 1;}fprintf(fp, "添加一行数据\n");rewind(fp);  // 读取需要重置到文件开头char buffer[100];while (fgets(buffer, sizeof(buffer), fp)) {printf("%s", buffer);}fclose(fp);return 0;
}

文件内容变为：

hello
添加一行数据

程序会打印：

hello
添加一行数据

三、fopen 与 Shell 重定向 >、>> 的关系与区别

Shell 中的重定向：
1.>：输出重定向，若文件存在则清空，等价于 fopen(“file.txt”, “w”)。
2.>>：追加输出，文件存在时追加到末尾，等价于 fopen(“file.txt”, “a”)。

对比总结：

操作	Shell 表达方式	C 语言等价 fopen 模式
重定向输出到文件（覆盖）	command > file.txt	"w"
追加输出到文件	command >> file.txt	"a"

示例：

echo "日志内容" > log.txt   # 覆盖写入
echo "更多日志" >> log.txt  # 追加写入