C 言語ファイル I/O 完全ガイド: ファイルの作成、オープン、読み書き、クローズ

C 言語ファイル管理の概要

C では、標準ライブラリ stdio.h がディスク上の永続データを扱うための包括的な関数群を提供します。これらのツールをマスターすれば、データの整合性とプログラムの安定性を確保しながら、ファイルを確実に作成、読み取り、書き込み、クローズできます。

主要なファイル操作関数

関数	目的
`fopen()`	既存ファイルを開くか新規作成する。
`fclose()`	開いているファイルを閉じ、リソースを解放。
`fprintf()`	フォーマット済みテキストをファイルに書き込み。
`fscanf()`	ファイルからフォーマット済みデータを読み取り。
`getc()`	ファイルから 1 文字取得。
`putc()`	ファイルに 1 文字書き込み。
`fgets()`	1 行全体をバッファに読み込み。
`fputs()`	フォーマットなしで文字列をファイルに書き込み。
`fseek()`	ファイルポインタを指定位置に移動。
`ftell()`	現在のファイルポインタ位置を取得。
`rewind()`	ファイルポインタを先頭にリセット。

ファイルモードの解説

モード	説明
`"r"`	読み取り専用でオープン。ファイルが存在しない場合は失敗。
`"w"`	書き込み専用でオープン。既存ファイルは切り詰め、新規作成。
`"a"`	追記モードでオープン。書き込みはファイル末尾に追加。
`"r+"`	読み書き両用でオープン (先頭から)。
`"w+"`	読み書き両用でオープン。既存ファイルは切り詰め。
`"a+"`	読み書き両用でオープン。新規データは末尾に追加。

ファイルの作成

ファイルを作成またはオープンするには、まずファイルポインタを宣言し、目的のファイル名とモードで fopen() を呼び出します:

FILE *fp;
fp = fopen("data.txt", "w");

ファイルが存在しない場合、fopen() が作成します。既に存在する場合、モードに応じて内容が保持または上書きされます。

絶対パス指定も可能:

fp = fopen("D:/data.txt", "w");

ファイル作成ステップのイラスト:

ファイルのクローズ

すべてのファイル操作が完了したら、必ず fclose() を呼び出してファイルディスクリプタを解放し、バッファをフラッシュします:

fp = fopen("data.txt", "r");
...
fclose(fp);

関数は成功時に 0、エラー時に EOF を返します。プログラム終了時に OS が自動的にファイルをクローズしますが、明示的なクローズがベストプラクティスとされます。

ファイルへの書き込み

書き込み時は、必要に応じて改行文字 (\n) を明示的に追加してください。主な書き込み関数:

fputc(char, FILE*) – 1 文字書き込み。
fputs(const char*, FILE*) – ヌル終端文字列を書き込み。
fprintf(FILE*, const char*, …) – フォーマット済み出力を書き込み。

例: `fputc()`

#include <stdio.h>
int main() {
    int i;
    FILE *fptr;
    const char *str = "Guru99 Rocks\n";
    fptr = fopen("fputc_test.txt", "w");
    for (i = 0; str[i] != '\n'; i++) {
        fputc(str[i], fptr);
    }
    fclose(fptr);
    return 0;
}

出力ファイル fputc_test.txt の内容:

例: `fputs()`

#include <stdio.h>
int main() {
    FILE *fp = fopen("fputs_test.txt", "w+");
    fputs("This is Guru99 Tutorial on fputs,", fp);
    fputs("We don't need to use for loop\n", fp);
    fputs("Easier than fputc function\n", fp);
    fclose(fp);
    return 0;
}

結果ファイル fputs_test.txt:

例: `fprintf()`

#include <stdio.h>
int main() {
    FILE *fptr = fopen("fprintf_test.txt", "w");
    fprintf(fptr, "Learning C with Guru99\n");
    fclose(fptr);
    return 0;
}

結果ファイル fprintf_test.txt:

ファイルからの読み取り

データ読み取りの主要関数は 3 つ:

fgetc(FILE*) – 次の文字を返す。
fgets(char*, int, FILE*) – 最大 n-1 文字をバッファに読み込み。
fscanf(FILE*, const char*, …) – フォーマット入力をパース。

以下は fprintf_test.txt を 3 つの方法すべてで読み取る完全なデモ:

#include <stdio.h>
int main() {
    FILE *fp;
    char buffer[50], c;
    fp = fopen("fprintf_test.txt", "r");
    printf("----read a line----\n");
    fgets(buffer, 50, fp);
    printf("%s\n", buffer);
    fclose(fp);
    fp = fopen("fprintf_test.txt", "r");
    printf("----read and parse data----\n");
    char str1[10], str2[2], str3[20], str4[2];
    fscanf(fp, "%s %s %s %s", str1, str2, str3, str4);
    printf("Read String1 |%s|\n", str1);
    printf("Read String2 |%s|\n", str2);
    printf("Read String3 |%s|\n", str3);
    printf("Read String4 |%s|\n", str4);
    fclose(fp);
    fp = fopen("fprintf_test.txt", "r");
    printf("----read the entire file----\n");
    while ((c = fgetc(fp)) != EOF) {
        putchar(c);
    }
    fclose(fp);
    return 0;
}

プログラム出力:

----read a line----
Learning C with Guru99
----read and parse data----
Read String1 |Learning|
Read String2 |C|
Read String3 |with|
Read String4 |Guru99|
----read the entire file----
Learning C with Guru99

`getc` と `putc` による文字単位インタラクティブ I/O

この最小例は、ユーザー入力を読み取り、ファイルに書き込み、再度読み戻す流れを示します:

#include <stdio.h>
int main() {
    FILE *fp;
    int c;
    printf("File Handling\n");
    fp = fopen("demo.txt", "w");
    while ((c = getchar()) != EOF) {
        putc(c, fp);
    }
    fclose(fp);
    printf("Data Entered:\n");
    fp = fopen("demo.txt", "r");
    while ((c = fgetc(fp)) != EOF) {
        putchar(c);
    }
    fclose(fp);
    return 0;
}

実行例: