freopen详解

发布时间：2023-05-18

一、freopen文件输入输出

在C/C++程序设计中，freopen函数是文件重定向函数，其功能是重新打开一个指定的流，并将其与指定的文件名相关联，也就是说，可以通过freopen更改输入输出流的源与目的地。例如，文件输入输出可以由屏幕或键盘转移到文件上，或由文件转移到屏幕或打印机上。 使用freopen的文件流操作，首先定义文件指针FILE *fp，然后通过fopen打开文件，最后通过freopen将文件的输入输出流重定向到stdin和stdout上。如下面的示例代码：

#include <stdio.h>
int main()
{
    FILE *fp;
    fp = fopen("test.txt", "w"); // 打开 test.txt 文件，可写模式
    fprintf(fp, "This is testing for freenopen...\n");
    fclose(fp);
    // 重定向输入流
    freopen("test.txt", "r", stdin);
    // 重定向输出流
    freopen("output.txt", "w", stdout);
    // 输出重定向后的内容
    printf("This output is redirected to a file.\n");
    return 0;
}

该程序将输出流和输入流都重定向到文件上，输出流写到output.txt文件，输入流从test.txt文件读取。需要注意的是，执行freopen后，原来打开的文件就被关闭了，而新的文件被打开。在执行freopen之前，如果没有关闭相关文件，可能会出现程序异常。

二、什么时候freopen用不了

freopen有一些限制条件，当不符合这些条件的时候，freopen将会失效。具体限制包括：

  1. 对于标准流stdin、stdout、stderr，只有在标准流未被读写时才能用freopen重定向流，否则freopen将不能成功。
  2. 如果想重定向标准输出stdout，则必须在调用任何其他库函数之前进行freopen操作。

三、用freopen后为什么关闭不了

在使用freopen函数时，有时候会遇到使用fclose关闭文件指针时出现文件未能关闭的问题。这是因为freopen函数操作会给输入输出流中的已有文件指针置NULL，如果程序在fclose函数之前使用其他函数打开了输入输出流，则fclose函数将不能成功关闭文件指针，因为 NULL 指针没有实际的数据来源。

#include <stdio.h>
int main()
{
    FILE *fp;
    // 创建 test.txt 文件 可写模式
    fp = fopen("test.txt", "w");
    fprintf(fp, "This is testing for freenopen...\n");
    fclose(fp);
    // 重定向输出流
    freopen("test.txt", "w", stdout);
    // 再次写入文件内容
    printf("This output is redirected to a file.\n");
    // 关闭文件指针
    fclose(fp);
    return 0;
}

上面的代码中，程序先创建了一个文件并写入内容，然后使用freopen函数将输出流重定向到test.txt文件上，最后尝试关闭文件指针fp。由于刚刚使用freopen函数操作已经将原有的文件指针置NULL，fclose函数将不能成功关闭文件指针。如果要关闭文件指针，需要在fclose函数之前将输出流重定向回stdout。

四、与freopen相关的其他函数

  1. rewind函数 rewind函数用于将文件指针重新定位到文件的头部，并清除文件错误和文件结束标志。在使用rewind之前需要先关闭文件指针。
#include <stdio.h>
int main()
{
    FILE *fp;
    fp = fopen("test.txt", "r");
    fseek(fp, 5, SEEK_SET); // 移动文件指针到第5个字节上
    rewind(fp);             // 将文件指针重新定位到文件头部
    return 0;
}
  1. freopen_s函数 freopen_s是VS C++中的函数，用法和freopen函数是一样的。主要是在使用过程中，freopen有可能会被攻击者篡改为恶意地址，从而破坏系统的安全。freopen_s函数是为了防止这种攻击而诞生的，通过参数strDest，可以查看目标文件是否真的被成功地打开了。
#include <stdio.h>
int main()
{
    FILE *fp;
    char *str = "test.txt";
    char strDest[20];
    fopen_s(&fp, str, "w");
    freopen_s(&fp, str, "r", stdin);
    freopen_s(&fp, strDest, "w", stdout);
    fclose(fp);
    return 0;
}

五、总结

本文着重介绍了freopen函数的使用方法和一些需要注意的问题，包括文件输入输出、freopen用不了的限制条件，以及freopen函数操作可能引起的文件指针异常问题。除此之外，还介绍了和freopen相关的其他函数，如rewind和freopen_s函数。最后，希望读者在使用freopen函数时能够注意这些问题，以保证程序的正确性和健壮性。

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