freopen詳解

一、freopen文件輸入輸出

在C/C++程序設計中，freopen函數是文件重定向函數，其功能是重新打開一個指定的流，並將其與指定的文件名相關聯，也就是說，可以通過freopen更改輸入輸出流的源與目的地。例如，文件輸入輸出可以由屏幕或鍵盤轉移到文件上，或由文件轉移到屏幕或打印機上。

使用freopen的文件流操作，首先定義文件指針FILE *fp，然後通過fopen打開文件，最後通過freopen將文件的輸入輸出流重定向到stdin和stdout上。如下面的示例代碼：

#include <stdio.h>

int main()
{
    FILE *fp;
    fp = fopen("test.txt", "w"); // 打開 test.txt 文件，可寫模式
    fprintf(fp, "This is testing for freenopen...\n");
    fclose(fp);

    // 重定向輸入流
    freopen("test.txt", "r", stdin);

    // 重定向輸出流
    freopen("output.txt", "w", stdout);

    // 輸出重定向後的內容
    printf("This output is redirected to a file.\n");

    return 0;
}

該程序將輸出流和輸入流都重定向到文件上，輸出流寫到output.txt文件，輸入流從test.txt文件讀取。需要注意的是，執行freopen後，原來打開的文件就被關閉了，而新的文件被打開。在執行freopen之前，如果沒有關閉相關文件，可能會出現程序異常。

二、什麼時候freopen用不了

freopen有一些限制條件，當不符合這些條件的時候，freopen將會失效。具體限制包括：

1、對於標準流stdin, stdout, stderr，只有在標準流未被讀寫時才能用freopen重定向流，否則freopen將不能成功。

2、如果想重定向標準輸出stdout，則必須在調用任何其他庫函數之前進行freopen操作。

三、用freopen後為什麼關閉不了

在使用freopen函數時，有時候會遇到使用fclose關閉文件指針時出現文件未能關閉的問題。這是因為freopen函數操作會給輸入輸出流中的已有文件指針置NULL，如果程序在fclose函數之前使用其他函數打開了輸入輸出流，則fclose函數將不能成功關閉文件指針，因為 NULL 指針沒有實際的數據來源。

#include <stdio.h>

int main()
{
    FILE *fp;

    // 創建 test.txt 文件 可寫模式
    fp = fopen("test.txt", "w");
    fprintf(fp, "This is testing for freenopen...\n");
    fclose(fp);

    // 重定向輸出流
    freopen("test.txt", "w", stdout);

    // 再次寫入文件內容
    printf("This output is redirected to a file.\n");

    // 關閉文件指針
    fclose(fp);
    return 0;
}

上面的代碼中，程序先創建了一個文件並寫入內容，然後使用freopen函數將輸出流重定向到test.txt文件上，最後嘗試關閉文件指針fp。由於剛剛使用freopen函數操作已經將原有的文件指針置NULL，fclose函數將不能成功關閉文件指針。如果要關閉文件指針，需要在fclose函數之前將輸出流重定向回stdout。

四、與freopen相關的其他函數

1、rewind函數

rewind函數用於將文件指針重新定位到文件的頭部，並清除文件錯誤和文件結束標誌。在使用rewind之前需要先關閉文件指針。

#include <stdio.h>

int main()
{
    FILE *fp;

    fp = fopen("test.txt", "r");
    fseek(fp, 5, SEEK_SET); // 移動文件指針到第5個位元組上
    rewind(fp);             // 將文件指針重新定位到文件頭部

    return 0;
}

2、freopen_s函數

freopen_s是VS C++中的函數，用法和freopen函數是一樣的。主要是在使用過程中，freopen有可能會被攻擊者篡改為惡意地址，從而破壞系統的安全。freopen_s函數是為了防止這種攻擊而誕生的，通過參數strDest，可以查看目標文件是否真的被成功地打開了。

#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、總結

本文着重介紹了freopen函數的使用方法和一些需要注意的問題，包括文件輸入輸出、freopen用不了的限制條件，以及freopen函數操作可能引起的文件指針異常問題。除此之外，還介紹了和freopen相關的其他函數，如rewind和freopen_s函數。最後，希望讀者在使用freopen函數時能夠注意這些問題，以保證程序的正確性和健壯性。