第17章　ファイル入出力

ファイル入出力関数はキーボードや画面ではなく、ファイルに対して入出力を行います。ファイルは画面出力とは異なり出力結果の保存が可能ですので、覚えておくと何かと重宝します。

尚、ファイル入出力関数を使用するには、#include <stdio.h> する必要があります。

1. ファイル操作手順

ファイル入出力は通常、以下の手順で行います。

// ファイル入出力例
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>

int main(void)
{
    FILE *fp;    // ファイルポインタの宣言
    char s[256];
    
    // ファイルのオープン
    // ここで、ファイルポインタを取得する
    if ((fp = fopen("sample.txt", "r")) == NULL) {
        printf("file open error!!\n");
        exit(EXIT_FAILURE);    // エラーの場合は通常、異常終了する
    }
    
    // ファイルの読み（書き）
    // ここではfgets関数により１行単位で読み出し
    while (fgets(s, sizeof(s), fp) != NULL) {
        // 読み込んだ文字列を画面に表示して確認
        printf("%s", s);
    }
    fclose(fp);    // ファイルのクローズ
    
    return 0;
}

2. ファイル入出力関数

ファイル入出力に用いられる主な関数をまとめます。

(1) fopen関数

書式

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

機能

• ファイル名（filename）で示されるファイルを、指定モード（mode）でオープンする。
• ファイルが正しくオープンされると、ファイルポインタが返される。
• エラーの時は NULLが返される。

読み・書き・追加モード

モード	動作	ファイルがあるとき	ファイルがないとき
"r"	読み出し専用	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
"a"	追加書き込み専用	最後に追加する	新規作成
"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

テキスト・バイナリモード

Linux（UNIX系）環境では、ファイルを開く際のモードの間に 動作上の違いはありません。どちらも同じくバイト単位で開かれます。しかし、Windows環境では以下のように違いがあります。

バイナリモード	Windows環境での動作
（省略時）	テキストモード 出力時 ： 改行文字 ‘\n’（0x0a） ⇒ ‘\r’ / ‘\n’（0x0d / 0x0a）に変換 入力時 ： ‘\r’ / ‘\n’（0x0d / 0x0a） ⇒ 改行文字 ‘\n’（0x0a)に変換 0x1a を EOF（ファイルエンドとする）
"b"	バイナリモード（"wb"、"rb" のように指定） 上記の変換を行わない 0x1a を EOF扱いしない

使用例

FILE *fp;

if ((fp = fopen("sample.txt", "r")) == NULL) {
    /* エラー処理 */
}

(2) fclose関数

書式

int fclose(FILE *fp);

機能

• fopen でオープンされたファイルポインタ（fp）で示されるファイルをクローズする。
• エラーの時は、EOFが返される。

使用例

FILE *fp;
     :
fclose(fp);

(3) fgets関数

書式

char *fgets(char *s, int n, FILE *fp);

機能

• ファイルポインタ（fp）で指定したファイルからの１行入力し文字列格納先（s）に格納する。1行の「最大文字数」を引数（n）で指定する必要がある。 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「最大文字数 – 1」となる。
• 入力が終了したら NULL を返す。
• 指定するファイルは読み込み可能なモードで fopen する必要がある。

使用例

FILE *fp;
char str[256];
     :
fgets(str, sizeof(str), fp);

(4) fputs関数

書式

int fputs(const char *s, FILE *fp);

機能

• ファイルポインタ（fp）で指定したファイルへ出力文字列（s）を出力する。
• 指定するファイルは 書き込み可能なモードで fopen する必要がある。

使用例

FILE *fp;
     :
fputs("abcdef", fp);

(5) fgetc関数

書式

int fgetc(FILE *fp);

機能

• ファイルポインタ（fp）で指定したファイルから 1文字入力する。
• 入力が終了したら EOF を返す。
• 指定するファイルは読み込み可能なモードで fopen する必要がある。

使用例

FILE *fp;
int c;
     :
c = fgetc(fp);

(6) fputc関数

書式

int fputc(int c, FILE *fp);

機能

• ファイルポインタ（fp）で指定したファイルへの 1文字（c）を出力する。
• 指定するファイルは 書き込み可能なモードで fopen する必要がある。

使用例

FILE *fp;
     :
fputc('a', fp);

(7) fscanf関数

書式

int fscanf(FILE *fp, const char *format, …);

機能

• ファイルポインタ（fp）で指定したファイルから書式つきで入力する。scanf のファイル版。ファイルポインタを指定する以外は scanf と同じ。
• 指定するファイルは 読み込み可能なモードで fopen する必要がある。

使用例

FILE *fp;
int dt;
     :
fscanf(fp, "%d", &dt);

(8) fprintf関数

書式

int fprintf(FILE *fp, const char *format, …);

機能

• ファイルポインタ（fp）で指定したファイルへ書式つきで出力する。printf のファイル版。ファイルポインタを指定する以外は printf と同じ。
• 指定するファイルは書き込み可能なモードで fopen する必要がある。

使用例

ILE *fp;
int dt = 10;
     :
fprintf(fp, "%8d\n", dt);

(9) ファイルコピーのプログラム例

#include    <stdio.h>
#include    <stdlib.h>    // EXIT_FAILURE（異常終了）を使用するためにインクルード

int main(void)
{
    FILE *fin,*fout;
    char infile[40],outfile[40],s[256];

    printf("入力ファイル名＝");
    scanf("%39s", infile);
    printf("出力ファイル名＝");
    scanf("%39s", outfile);

    if((fin = fopen(infile,"r")) == NULL) {     // 入力ファイルオープン
        printf("入力ファイルがオープンできません\n");
        exit(EXIT_FAILURE);
    }
    if((fout = fopen(outfile,"w")) == NULL) {   // 出力ファイルオープン
        printf("出力ファイルがオープンできません\n");
        fclose(fin);   // 先にオープンしたファイルをクローズ
        exit(EXIT_FAILURE);
    }

    while(fgets(s,sizeof(s),fin)!=NULL) {   // 入力ファイルから読み込んだデータを
        fputs(s,fout);                      // 出力ファイルに書き込み 
    }

    fclose(fin);                            // 入力ファイルクローズ */
    fclose(fout);                           // 出力ファイルクローズ */

    return 0;
}

〇 演習問題

問1

(9) ファイルコピーのプログラム例 のプログラムを fgetc()関数と fputc()関数を用いて書き換えなさい。
(注）fgetc()関数は入力が終了したら NULL ではなく EOF を返します。

問2

次の手順でキーボードから入力したデータをファイルに書き込むプログラムを作成しなさい。

1. 追加モードで “car.txt” をオープンする。
2. 無限ループで以下の処理を行う。
   1. メーカー名を文字列で入力する。 メーカ名に “end” が入力されたら無限ループを終了する。
   2. 車種を文字列で入力する。
   3. 排気量を 10進数で入力する。
   4. これらのデータを 1. でオープンしたファイルに書き込む。
3. 1. でオープンしたファイルを閉じる。

解答例

// 問1
#include    <stdio.h>
#include    <stdlib.h>

int main(void)
{
    FILE *fin,*fout;
    char infile[40],outfile[40];
    int c;

    printf("入力ファイル名＝");
    scanf("%39s", infile);
    printf("出力ファイル名＝");
    scanf("%39s", outfile);

    if((fin = fopen(infile,"r")) == NULL) {   // 入力ファイルオープン
        printf("入力ファイルがオープンできません\n");
        exit(EXIT_FAILURE);
    }
    if((fout = fopen(outfile,"w")) == NULL) { // 出力ファイルオープン
        printf("出力ファイルがオープンできません\n");
        fclose(fin);   // 先にオープンしたファイルをクローズ
        exit(EXIT_FAILURE);
    }

    while((c = fgetc(fin)) != EOF) {          // 入力ファイルから読み込んだデータを
        fputc(c, fout);                       // 出力ファイルに書き込み
    }

    fclose(fin);                             // 入力ファイルクローズ */
    fclose(fout);                            // 出力ファイルクローズ */

    return 0;
}

// 問2
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <string.h>

int main(void)
{
    FILE *fw;
    char maker[20], name[20];
    int cc;

    if((fw = fopen("car.txt", "a")) == NULL) {
        printf("ファイルがオープンできません。\n");
        exit(EXIT_FAILURE);
    }

    while(1) {
        printf("メーカー名を入力して下さい（終了条件：end） ");
        scanf("%19s", maker);
        if(strcmp(maker, "end") == 0)
            break;
        printf("車種を入力して下さい ");
        scanf("%19s", name);
        printf("排気量を入力して下さい ");
        scanf("%d", &cc);

        fprintf(fw, "メーカー名：%s ", maker);
        fprintf(fw, "車種：%s ", name);
        fprintf(fw, "排気量：%d\n", cc);
    }

    fclose(fw);

    return 0;
}