【C言語】初心者向けにファイルの操作の方法を解説

はじめに
ファイルの種類
1. テキストファイル
2. バイナリファイル
ファイルの操作方法
まとめ

はじめに

C言語でファイルの操作の方法を初心者向けに解説します。ファイルには、以下2種類が存在します。

テキストファイル
バイナリファイル

ファイルの種類ごとに操作の方法を解説したいと思います。

ファイルの種類

テキストファイル

テキストファイルとは、文字として読めるデータを指します。拡張子としては、.txtなどが挙げられます。

バイナリファイル

テキストファイルとは、文字として読めないデータを指します。拡張子としては、.pngなどが挙げられます。pngは画像ファイルです。

ファイルの操作方法

テキストファイルの操作方法

コード1：fopen

fopen関数はファイルを開く基本的な関数です。

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>

int main(int argc, char** argv) {
	//  ファイルポインタ（出力用）
	FILE* file;
	//  ファイルを書き込み用にオープン（開く）
	file = fopen("c:¥¥test¥¥sample.txt", "w");
	if (file == NULL) {
		//  ファイルを開くことに失敗した場合エラーメッセージを出力する
		printf("ファイルが開けません。¥n");
		//  異常のため終了
		return 1;
	}
	//  ファイルにデータを書き込む
	fprintf(file, "Hello World.¥n");
	fprintf(file, "ABCDEF¥n");
	//  ファイルを閉じる
	fclose(file);
	return 0;
}

解説

このプログラムは、c:¥¥test¥¥sample.txt”を読み込み、Hello WorldとABCDEFという文字列を書き込むプログラムです。

ファイルの読み込み

fopen("c:¥¥test¥¥sample.txt", "w")でテキストファイルを開くことができます。これをfopen関数と呼びます。
fopen(ファイル名,モード)

モードの一覧は以下です。対象ファイルは機能によって使い分ける必要があります。

モード	ファイル	機能	ファイルが存在しないとき

“r”	テキスト	読み取り	エラー
“w”	テキスト	書き込み	新規作成
“a”	テキスト	追加書き込み	新規作成
“rb”	バイナリ	読み取り	エラー
“wb”	バイナリ	書き込み	新規作成
“ab”	バイナリ	追加書き込み	新規作成
“r+”	テキスト	更新(読み取り及び書き込み)	エラー
“w+”	テキスト	更新(読み取り及び書き込み)	新規作成
“a+”	テキスト	更新(追加書き込み)	新規作成
“r+b” もしくは “rb+”	バイナリ	更新(読み取り及び書き込み)	エラー
“w+b” もしくは “wb+”	バイナリ	更新(読み取り及び書き込み)	新規作成
“a+b” もしくは “ab+”	バイナリ	更新(追加書き込み)	新規作成

ファイルの書き込み

読み込んだファイルへの書き込みは、fprintf関数を用います。
fprintf(ファイルポインタ,書き込み文字列,変数・・・)

ファイルを閉じる

ファイルを閉じるには、fclose関数を用います。書式は、fclose(ファイルポインタ)です。

コード２：fgets関数

fgets関数は、テキストデータから1行読み出すのに使用する関数です。

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>

#define SIZE    256

int main(int argc, char** argv) {
	//  ファイルポインタ（読み込み用）
	FILE* file;
	//  読み込む行
	char line[SIZE];
	//  初期化（空文字列）
	line[0] = '¥0';
	//  ファイルを開く
	file = fopen("c:¥¥test¥¥sample.txt", "r");
	if (file == NULL) {
		//  失敗した場合エラーメッセージを出して終了
		printf("ファイルが開けません。¥n");
		return 1;
	}
	//  ファイルのデータ読み込む
	while (fgets(line, SIZE, file) != NULL) {
		printf("%s", line);
	}
	//  ファイルを閉じる
	fclose(file);
	return 0;
}

解説

テキストデータから1行読み出す

fgets関数の書式は以下です。fgets(文字列,文字列サイズ,ファイルポインタ)
上記のコードでは、NULLが返ってくるまで、文字列を読み込むというというプログラムでwhile分で記述されています。

コード３：fgetc関数

fgetc関数は、テキストデータから1文字ずつ読み出すのに使用する関数です。

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>

int main(int argc, char** argv) {
	//  ファイルポインタ（読み込み用）
	FILE* file;
	//  読み込む文字のコード
	int c;
	//  ファイルを読み込み用に開く
	file = fopen("c:¥¥test¥¥sample.txt", "r");
	if (file == NULL) {
		//  オープンに失敗した場合異常終了
		printf("ファイルが開けません。¥n");
		return 1;
	}
	//  ファイルのデータ読み込む
	while ((c = fgetc(file)) != EOF) {
		printf("%c", (char)c);
	}
	//  ファイルを閉じる
	fclose(file);
	return 0;
}

解説

fgetc関数の書式は以下です。fgets(ファイルポインタ)となります。
表示には、文字の表示を表す%cを使います。また、char型でキャストして文字として表示しています。

EOFとはファイル終了を表すマクロです。数値としては、-1と同等です。
このプログラムでは、EOFが出るまで読み続けるという意味のプログラムになっています。

バイナリファイルの操作方法

コード１：バイナリファイルの読み込みと書き込み

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>

int main(int argc, char** argv) {
	FILE* file;
	int i;
	//  書き込むデータ
	char wdata[] = { 0x10 , 0x1a , 0x1e , 0x1f };
	char rdata[4];
	//  バイナリデータの書き込み
	file = fopen("C:¥¥test¥¥test.bin", "wb");
	if (file == NULL) {
		printf("ファイルオープンに失敗しました。¥n");
		return 1;
	}
	fwrite(wdata, sizeof(char), sizeof(wdata), file);
	fclose(file);          //  ファイルを閉じる
	//  バイナリデータの読み込み
	file = fopen("C:¥¥test¥¥test.bin", "rb");
	if (file == NULL) {
		printf("ファイルオープンに失敗しました。¥n");
		return 1;
	}
	fread(rdata, sizeof(char), sizeof(rdata), file);
	fclose(file);          //  ファイルを閉じる
	//  結果を表示
	for (i = 0; i < sizeof(rdata); i++) {
		printf("%x ", rdata[i]);
	}
	printf("¥n");
	return 0;
}

解説

fileにchar wdataを書き込むプログラムです。C:¥¥test¥¥test.binに格納されているbinファイルを弓出しています。これは、C直下のtestフォルダに格納されているという意味です。

fwrite関数

fwrite関数とは、バイナリファイルの書き込みに使用します。fwrite関数の書式は、以下です。

fwrite(データ,ファイル要素一つあたりの大きさ,要素の数,ファイルポインタ)

この例では、char型の配列wdataのデータを書き込んでいます。

fwrite(wdata, sizeof(char), sizeof(wdata), file);

fread関数

fread関数とは、バイナリファイルの読み込みに使用します。fread関数の書式は、以下です。

fread(データ,ファイル要素一つあたりの大きさ,要素の数,ファイルポインタ)

この例では、char型の配列rdataのデータを書き込んでいます。

fread(rdata, sizeof(char), sizeof(rdata), file);

サイズがわからないバイナリファイルの読み込み

読み込みたいバイナリファイルのサイズが不明なケースでは以下のコードを使用します。

コード１：fseek関数、ftell関数

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>

int main(int argc, char** argv) {
	FILE* file;
	int i, size;
	//  読み込むデータ
	char* rdata;
	//バイナリデータの読み込み
	file = fopen("C:¥¥test¥¥test.bin", "rb");
	if (file == NULL) {
		printf("ファイルオープンに失敗しました。¥n");
		return 0;
	}
	//  ファイルの最後までシーク
	fseek(file, 0, SEEK_END);
	//  ファイルの大きさを取得
	size = ftell(file);
	//  メモリのサイズだけ、配列を動的に生成
	rdata = (char*)malloc(sizeof(char) * size);
	//  ファイルの最初にポインタを戻す
	fseek(file, 0, SEEK_SET);
	fread(rdata, sizeof(char), size, file);
	//  ファイルを閉じる
	fclose(file);
	//  結果を表示
	for (i = 0; i < size; i++) {
		printf("%x ", rdata[i]);
	}
	printf("¥n");
	//  メモリ解放
	free(rdata);
	return 0;
}