编辑“︁C 语言临时文件”︁

{{Note|本教程假设读者已掌握基础C语言文件操作知识，包括`fopen()`、`fclose()`等函数的使用}}

= C语言临时文件 =

临时文件是程序运行时创建的短期存储文件，通常用于缓存数据、进程间通信或处理中间结果。在C语言中，标准库提供了专门函数来安全地创建和管理临时文件。

== 临时文件的核心特性 ==
* '''生命周期短'''：程序结束后通常自动删除
* '''唯一性'''：系统保证文件名不冲突
* '''安全性'''：避免固定文件名导致的权限问题

== 标准库函数 ==
C语言提供两组主要函数处理临时文件：

=== tmpfile() ===
创建具有唯一名称的临时二进制文件（以`wb+`模式打开），文件会在程序终止时自动删除。

<syntaxhighlight lang="c">
#include <stdio.h>

int main() {
    FILE* temp = tmpfile();  // 创建临时文件
    if (temp == NULL) {
        perror("创建临时文件失败");
        return 1;
    }
    
    // 写入数据
    fputs("临时数据示例\n", temp);
    
    // 读取数据
    rewind(temp);
    char buffer[100];
    while (fgets(buffer, sizeof(buffer), temp) != NULL) {
        printf("读取内容: %s", buffer);
    }
    
    // 文件会在fclose()或程序结束时自动删除
    fclose(temp);
    return 0;
}
</syntaxhighlight>

'''输出示例：'''
<pre>
读取内容: 临时数据示例
</pre>

=== tmpnam() 和 tempnam() ===
生成唯一临时文件名（但不创建文件），需配合`fopen()`使用：

<syntaxhighlight lang="c">
#include <stdio.h>

int main() {
    char filename[L_tmpnam];
    tmpnam(filename);  // 生成唯一文件名
    
    FILE* fp = fopen(filename, "w+");
    if (fp == NULL) {
        perror("文件打开失败");
        return 1;
    }
    
    // 使用文件...
    fclose(fp);
    remove(filename);  // 必须手动删除
    return 0;
}
</syntaxhighlight>

{{Warning|`tmpnam()`存在安全风险，建议优先使用`tmpfile()`}}

== 高级应用：mkstemp() ==
UNIX系统提供的更安全替代方案，创建文件并返回文件描述符：

<syntaxhighlight lang="c">
#include <stdlib.h>
#include <unistd.h>

int main() {
    char template[] = "/tmp/mytempXXXXXX";
    int fd = mkstemp(template);  // 创建唯一文件
    
    if (fd == -1) {
        perror("创建失败");
        return 1;
    }
    
    write(fd, "安全临时数据", 12);
    close(fd);
    unlink(template);  // 删除文件
    return 0;
}
</syntaxhighlight>

== 临时文件生命周期 ==
<mermaid>
graph LR
    A[创建] --> B[读写操作]
    B --> C{自动删除?}
    C -->|tmpfile| D[程序结束]
    C -->|手动管理| E[显式删除]
</mermaid>

== 实际应用案例 ==
'''场景：''' 大数据集排序处理

1. 内存不足时，将数据分块存入临时文件
2. 对每个临时文件块单独排序
3. 使用归并排序合并临时文件

<syntaxhighlight lang="c">
// 伪代码示例
void external_sort(FILE* input) {
    FILE* temp_files[MAX_TEMP_FILES];
    int chunk_count = 0;
    
    while (!feof(input)) {
        temp_files[chunk_count] = tmpfile();
        load_chunk(input, temp_files[chunk_count]);
        sort_chunk(temp_files[chunk_count]);
        chunk_count++;
    }
    
    merge_sorted_chunks(temp_files, chunk_count);
}
</syntaxhighlight>

== 安全注意事项 ==
* 避免使用固定路径如`/tmp/file.tmp`
* 检查所有文件操作返回值
* 设置适当的文件权限（如`0600`）
* 考虑使用`O_EXCL`标志防止竞争条件

{{Tip|在Linux系统中，临时文件默认存储在`/tmp`目录，该目录通常有特殊清理策略}}

== 跨平台解决方案 ==
为实现跨平台兼容性，可封装如下函数：

<syntaxhighlight lang="c">
FILE* create_tempfile() {
    #ifdef _WIN32
        return tmpfile();
    #else
        char pattern[] = "/tmp/prefixXXXXXX";
        int fd = mkstemp(pattern);
        return fdopen(fd, "w+");
    #endif
}
</syntaxhighlight>

== 数学原理 ==
临时文件名生成通常基于随机数或系统时间，保证唯一性的概率为：

<math>
P(\text{唯一}) = 1 - \frac{1}{2^{n}}
</math>

其中n为随机位数（如`XXXXXX`提供6<sup>6</sup>=46,656种组合）

== 常见错误处理 ==
{| class="wikitable"
|-
! 错误类型 !! 解决方案
|-
| 文件已存在 || 使用`O_EXCL`标志
|-
| 权限不足 || 检查`umask`设置
|-
| 磁盘空间不足 || 提前检查`statvfs()`
|}

== 性能优化 ==
* 将临时文件存储在RAM磁盘（如`/dev/shm`）
* 批量写入减少I/O操作
* 使用`fseeko()`处理大文件偏移

[[Category:C语言文件操作]]

[[Category:编程语言]]
[[Category:C]]
[[Category:C 语言文件操作]]