【課題５−３ ファイル入出力の基本】
＜ファイル入出力＞
メモリー上のデータをファイルに書き出す．ファイルの中身をメモリに読み込む．
＜ストリーム＞
Ｃプログラムとファイルを結ぶデータの流れ．プログラムでファイルをオープンすると，プログラムとファイルの間にストリームが確立され，このストリーム上に入出力のためのバッファがおかれる．ファイル入出力を行うには，まずファイルオープンによって，このストリームを確立しなくてはならない．
＜標準ストリーム＞
キーボード，画面といった出力デバイスも「ファイル」として扱われる．それらを示すポインタとして標準ストリームがあり，これらはプログラム実行時に自動的にオープンされる特別なファイルである．
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ファイルポインタ |
機能 |
デバイス |
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stdin |
標準入力 |
通常はキーボード |
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stdout |
標準出力 |
通常はモニタ画面 |
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stderr |
標準エラー出力 |
通常はモニタ画面 |
例えばprintfは，ファイルに書き出す関数fprintf（後述）の書き込み先にstdoutを指定したのと全く同じである．fprintfにstderrを指定した場合もprintfと同様に画面に書き出すが，stdoutに対して行った出力はリダイレクトされるのに対し，stderrに対して行った出力はリダイレクトされない，という違いがある．
＜ファイル入出力の手順＞
ディスク上のファイルに対する入出力は，必ず，ファイルをオープンしてストリームと結合する手続きと，使い終わったファイルをクローズしてストリームから切り離す手続きが必要．
＜ファイル操作手順＞
１．ファイルポインタの宣言
（例） FILE
*fin, *fout;
ファイルポインタを，FILE型構造体へのポインタとして宣言する．FILE型構造体はstdin.hで宣言されており，その内容は処理系に依存するが，以下のような，ファイル入出力に必要不可欠な情報を管理している．
・ファイル位置指示子：現在のアクセス位置
・ファイル終了指示子：ファイルの終端に達したか
・エラー指示子：エラー情報
・関連するバッファへのポインタ：fopenによってこのポインタが取得される．
２．ファイルのオープン
fopenを使う．ファイルとストリームを結合し，ファイルポインタを返す．ファイルのオープンは，読み込みや書き込みなどのファイルの扱いを，モードで指定して行う．存在しないファイルに対して読み込みモードでオープンしようとした場合など，オープン操作に失敗すると，fopenはNULLを返す．必ずNULLの判定を行い，NULLが返された場合にはエラー処理を行うようにする．
３．ファイルへの入出力
fgetcやfputcなど多くの標準関数がある（後述）．
４．ファイルのクローズ
ファイルの使用が終了したら，fclose関数を用いてファイルとストリームとを切り離す．
＜ファイル入出力に関連する標準関数＞
fopen関数：ファイルのオープン
形式： FILE *fopen(const char *filename, const char
*mode);
機能： ファイル名fileのファイルを指定モードmodeでオープンする．
返値： 正常時：ファイルポインタ
異常時：NULL
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モード |
内容 |
ファイルがあるとき |
ファイルがないとき |
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"r" |
読み込み専用 |
正常 |
エラー（NULL返却） |
|
"w" |
書き込み専用 |
サイズを０にする（上書き） |
新規作成 |
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"a" |
追加読み込み専用 |
最後に追加する |
新規作成 |
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"r+" |
読み込みと書き込み |
正常 |
エラー（NULL返却） |
|
"w+" |
書き込みと読み込み |
サイズを０にする（上書き） |
新規作成 |
|
"a+" |
読み込みと追加書き込み |
最後に追加する |
新規作成 |
バイナリモードで開くときは"rb","w+b"のように"b"を付加する．省略するとテキストモード．
fclose関数：ファイルのクローズ
形式： int close(FILE *fp);
機能： fopenでオープンされた，fpで示されるファイルをクローズする．
返値： 正常時：0
異常時：EOF
fgetc関数：ファイルから１文字読み込み
形式： int fgetc(FILE *fp);
機能： fpがさすファイルから１文字読み込む．その際ファイル位置指示子を進める．
返値： 正常時：読みこんだ文字（unsigned charからintに変換されている） ファイル終了時および異常時：EOF
fputc関数：ファイルへ１文字書き込み
形式： int fputc(int c, FILE *fp);
機能： fpが指すファイルへ文字cをintからunsigned charに変換して書き込み，ファイル位置指示子を進める．
返値： 正常時：出力した文字
異常時：EOF
fgets関数：ファイルから文字列を読み込み
形式： char *fgets(char *s, int n, FILE *fp);
機能： fpが指すファイルから文字列を読み込み，sが指す配列に格納する．最大も字数としてnを指定する．この文字数には'¥0'も含まれるので，実際に入力できる文字数はn-1になる．また，改行も読み込む．
返値： 正常時：s
ファイル終了時および異常時：NULL
fputs関数：ファイルへ文字列を書き込み
形式： int fputs(const char *s, FILE *p);
機能： fpが指すファイルへ文字列sを出力する．'¥0'は書き込まない．また改行は付加しない．
返値： 正常時：非負
異常時：EOF
fscanf関数：ファイルから書式付きで読み込み
形式： int fscanf(FILE *fp, const char *format, ...);
機能： fpが指すファイルから書式付きで入力する．ファイルポインタを指定できる以外はscanfと同じ．
返値： 正常時：入力項目数
異常時：EOF
fprintf関数：ファイルへ書式付きで書き込み
形式： int fprintf(FILE *fp, const char *format, ...);
機能： fpが指すファイルへ書式付きで出力する．ファイルポインタを指定できる以外はprintfと同じ．
返値： 正常時：転送バイト数
異常時：負値