在C语言中实现文件复制功能是文件操作的基础应用之一，通常通过命令行参数接收源文件和目标文件的路径，利用标准I/O函数完成文件的读取与写入，以下将从原理、代码实现、错误处理及扩展功能等方面详细阐述。

文件复制的核心原理

文件复制本质上是对二进制数据或文本流的逐块读取与写入，C语言提供了fopen、fread、fwrite、fclose等标准库函数，通过文件指针操作文件流,具体步骤包括：

1. 打开源文件：以二进制模式（"rb"）或文本模式（"r"）读取源文件,需检查文件是否存在及可读性。
2. 创建目标文件：以二进制模式（"wb"）或文本模式（"w"）创建目标文件,需确保目标路径可写。
3. 数据传输：通过循环读取源文件的固定大小缓冲区（如1024字节），并将数据写入目标文件,直至文件结束。
4. 资源释放：关闭所有打开的文件指针,避免资源泄漏。

基础代码实现

以下是一个简单的命令行文件复制程序,假设源文件和目标文件路径通过命令行参数传入：

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#define BUFFER_SIZE 1024
int main(int argc, char *argv[]) {
    if (argc != 3) {
        fprintf(stderr, "Usage: %s <source_file> <destination_file>\n", argv[0]);
        return EXIT_FAILURE;
    }
    FILE *src_file = fopen(argv[1], "rb");
    if (src_file == NULL) {
        perror("Error opening source file");
        return EXIT_FAILURE;
    }
    FILE *dest_file = fopen(argv[2], "wb");
    if (dest_file == NULL) {
        perror("Error opening destination file");
        fclose(src_file);
        return EXIT_FAILURE;
    }
    unsigned char buffer[BUFFER_SIZE];
    size_t bytes_read;
    while ((bytes_read = fread(buffer, 1, BUFFER_SIZE, src_file)) > 0) {
        if (fwrite(buffer, 1, bytes_read, dest_file) != bytes_read) {
            perror("Error writing to destination file");
            fclose(src_file);
            fclose(dest_file);
            return EXIT_FAILURE;
        }
    }
    if (ferror(src_file)) {
        perror("Error reading source file");
    } else {
        printf("File copied successfully.\n");
    }
    fclose(src_file);
    fclose(dest_file);
    return EXIT_SUCCESS;
}

关键细节与错误处理

1. 命令行参数检查：argc需为3（程序名+源文件+目标文件）,否则提示用法。
2. 文件打开模式：
   • 二进制模式（"rb"/"wb"）适用于所有文件类型（如图片、可执行文件）,避免文本模式下的字符转换问题。
   • 文本模式（"r"/"w"）仅适用于纯文本文件,可能因换行符差异导致内容变化。
3. 缓冲区大小：BUFFER_SIZE影响复制效率，通常为1024~8192字节，需权衡内存占用与I/O次数。
4. 错误处理：
   • 使用perror输出系统错误信息（如文件权限不足、磁盘空间不足）。
   • 检查fread和fwrite的返回值,确保数据完整写入。
   • 通过ferror检测文件流是否发生错误。

扩展功能与优化

1. 大文件支持：通过fseek和ftell计算文件大小，并显示复制进度（百分比或剩余时间）。
2. 文件属性保留：在类Unix系统中，可使用stat结构体获取文件权限、时间戳等，并通过chmod和utime设置到目标文件。
3. 多线程复制：将文件分块，使用多线程并行读写（需注意线程安全和资源竞争）。
4. 校验机制：复制完成后计算源文件和目标文件的MD5/SHA哈希值,验证数据一致性。

常见问题与解决方案

相关问答FAQs

Q1: 为什么推荐使用二进制模式复制文件？
A1: 二进制模式（"rb"/"wb"）会原样读写文件数据，不进行任何字符转换（如换行符\n与\r\n的转换），确保复制的文件与源文件完全一致，尤其适用于非文本文件（如图片、压缩包）,而文本模式可能因系统差异导致内容变化。

Q2: 如何处理复制过程中磁盘空间不足的情况？
A2: 在写入目标文件前，可通过stat函数获取目标分区的剩余空间，并与源文件大小比较，若空间不足，提前终止程序并提示用户，在fwrite失败时，应检查errno是否为ENOSPC（设备上没有剩余空间）,并提示用户清理磁盘。