在计算机科学中，文件操作是不可避免的一部分。无论是读取一个文本文件中的数据，还是将大量数据写入到一个二进制文件中，对于程序员来说，文件操作`（file I/O）`都是必须掌握的知识。

然而，对于处理大量数据的情况，如果使用单纯的顺序读取和写入，将会非常的耗费时间和资源。这时，文件指针定位`（file pointer）`就显得尤为重要。

在C语言中，如果想要进行文件指针定位，关键函数就是`fseek()`。接下来，让我们来探究一下`fseek()`函数的具体用法以及如何实现高效的文件读写操作。

## 什么是文件指针？

在计算机中，每个被打开的文件都有一个“指针”，该指针指向文件中的某个位置，并决定了下一次进行I/O操作时数据的读写位置。

文件指针是I/O操作的一个基本概念，它的位置可以通过调用函数进行移动，以及读取和写入数据。对于每个标准流`（stdin、stdout或stderr）`和打开的文件，C库会维护相应的文件指针。

文件指针是一个`FILE`类型的指针，通常声明为：

```c

FILE *fp;

```

在使用文件操作进行读写时，我们需要将指针移动到文件中的特定位置，然后进行读写操作。这时，文件指针定位函数`fseek()`就能派上用场。

## 什么是fseek()函数？

在C库中，`fseek()`函数是文件定位函数之一，其原型为：

```c

int fseek(FILE *stream, long int offset, int whence);

```

该函数将文件指针移动到指定位置。其中，`stream`是代表被操作的文件指针，`offset`是指针移动的位移量，`whence`是指针移动的参考点。

## whence参考点

先来看一下`whence`参数，它是一个整数，用于标明`offset`的起始位置：

- `SEEK_SET`，将文件指针移动到文件的起始位置。

- `SEEK_CUR`，将文件指针移动到当前位置。

- `SEEK_END`，将文件指针移动到文件的末尾。

这三个参数是预定义的常量，分别对应于文件的起始、当前和末尾位置。

## offset参数

`offset`是一个长整型数，表示从参考位置移动的字节数（位移量），可以是正数，也可以是负数。

- 如果`whence`为`SEEK_SET`，则表示从文件起始位置开始移动。

- 如果`whence`为`SEEK_CUR`，则表示从当前位置开始移动。

- 如果`whence`为`SEEK_END`，则表示从文件末尾开始移动。

需要注意的是，如果使用负数来移动指针，需要确保偏移量足够小，否则可能会导致指针移动到文件头的前面，甚至移动到不被访问的区域，这样会产生不可预见的结果。

## 使用fseek()函数读取文件

使用`fseek()`函数读取文件主要分为两步：

1. 调用`fopen()`函数打开文件，得到文件指针。

2. 在文件指针移动到指定位置后，读取文件中的数据，然后关闭文件。

下面是一个简单的代码示例，展示了如何读取二进制文件`test.bin`中的一段数据：

```c

#include

#include

int main () {

FILE *fp;

int buffer[256];

long lSize;

fp = fopen ("test.bin" , "rb");

if (fp==NULL) perror("Error opening file");

else {

fseek(fp, 0L, SEEK_END); //移动文件指针到文件末尾

lSize = ftell(fp); //获取文件大小

fseek(fp, 0L, SEEK_SET); //再次移动文件指针到文件头

fread(buffer, 256, 1, fp); //读取文件数据

}

fclose(fp); //关闭文件

return 0;

}

```

首先，我们使用`fopen()`函数打开二进制文件`test.bin`，并获得文件指针。接下来，我们使用`fseek()`函数将文件指针移动到文件的结尾处，并使用`ftell()`函数记录文件长度。

为了读取文件中的数据，我们再次使用`fseek()`函数将文件指针移动到文件头，然后使用`fread()`函数读取文件数据。最后，我们调用`fclose()`函数关闭文件，释放内存空间。

## 使用fseek()函数写入文件

fseek()函数不仅可以定位读取操作的位置，也可以定位并进行写入操作，方法类似。

使用`fseek()`函数写入文件主要分为两步：

1. 调用`fopen()`函数打开文件，得到文件指针。

2. 在文件指针移动到指定位置后，写入数据，然后关闭文件。

下面是一个简单的代码示例，展示了如何在文本文件`test.txt`中的指定位置写入一段数据：

```c

#include

int main () {

FILE *fp;

long offset = 100L;

char buffer[] = "This is a test!";

fp = fopen ("test.txt" , "rb+");

if (fp==NULL) perror("Error opening file");

else {

fseek(fp, offset, SEEK_SET); //移动文件指针到指定位置

fwrite(buffer, strlen(buffer), 1, fp); //写入数据

}

fclose(fp); //关闭文件

return 0;

}

```

首先，我们使用`fopen()`函数打开文本文件`test.txt`，并获得文件指针。接下来，我们使用`fseek()`函数将文件指针移动到文件中间的某个位置，然后使用`fwrite()`函数写入数据。

## 与fseek()相关的函数

在C库中，还有一些与`fseek()`函数相关的函数。这些函数可以进一步增强`fseek()`函数的功能，并确保文件操作的安全性。

### ftell()

`ftell()`函数返回文件指针的当前位置。该函数的原型为：

```c

long ftell(FILE *stream);

```

### rewind()

`rewind()`函数将文件指针移动到文件开头，相当于先调用`fseek()`函数将指针移动到起始位置。

```c

void rewind(FILE *stream);

```

### fseeko()和ftello()

在一些不同的系统中，`ftell()`函数可能会出现问题，这时可以使用`fseeko()`和`ftello()`函数进行替代。

`fseeko()`函数与`fseek()`函数的功能是完全一样的。其原型为：

```c

int fseeko(FILE *stream, off_t offset, int whence);

```

`ftello()`函数与`ftell()`函数的功能也是非常相似的。它返回文件指针的当前位置，其原型为：

```c

off_t ftello(FILE *stream);

```

## 总结

文件指针是文件I/O操作的基础，而`fseek()`函数则是文件指针定位的核心函数。使用`fseek()`函数，可以快速将文件指针移动到需要读取或写入的数据位置，从而实现高效的文件读写操作。同时，要注意使用`ftell()`函数和其他相关函数，确保文件指针的正确性、安全性和可移植性。