從多個方面詳細闡述stderr

一、基礎知識

stderr，全稱為standard error，是Unix和類Unix操作系統中的標準輸出流之一。與標準輸出流stdout不同，它通常用於輸出錯誤信息。

在程序運行時，輸出通常被分為兩類：標準輸出和標準錯誤輸出。標準輸出用於輸出普通信息，標準錯誤輸出則用於輸出錯誤信息。這樣，在程序運行出現錯誤時，我們不必再去查看日誌，錯誤信息可以直接在控制台或終端上輸出。

#include <stdio.h>

int main() {
    fprintf(stderr, "This is an error message.\n");
    return 0;
}

上面的C語言代碼演示了如何在程序中使用stderr輸出錯誤信息，通過fprintf函數將錯誤信息輸出到stderr中。

二、使用場景

在程序開發和調試過程中，我們經常需要使用stderr輸出一些錯誤信息。一般來說，只有在程序發生錯誤時才輸出錯誤信息。同時，在編寫可重用的函數庫時，可以嘗試通過stderr輸出一些有關於錯誤的描述信息。

當然，有時候我們也可以使用stdout輸出一些調試信息，但是這樣做有一個缺點，即可能會與程序的標準輸出混淆。因此，為了更好地區分標準輸出和調試信息，通常情況下我們使用stderr來輸出錯誤信息。

#include <stdio.h>

int main(int argc, char *argv[]) {
    if (argc != 2) {
        fprintf(stderr, "Usage: %s <filename>\n", argv[0]);
        return 1;
    }
    // do something
    return 0;
}

上面的C語言代碼演示了如何在程序中使用stderr輸出錯誤信息，比如在沒有傳遞文件名作為命令行參數時輸出使用說明。

三、重定向stderr

有時候，我們可能需要將程序中的錯誤信息輸出到文件中，而不是輸出到控制台或終端上。為此，我們可以使用重定向技術，將stderr輸出到指定的文件中。

在Unix和類Unix操作系統中，可以使用以下命令將stderr輸出重定向到指定的文件中：

./program 2> error.log

這樣，程序中的所有錯誤信息都會被輸出到error.log文件中。

在C語言中，可以使用freopen函數將stderr輸出重定向到指定的文件中：

#include <stdio.h>

int main() {
    FILE *fp = freopen("error.log", "w", stderr);
    if (fp == NULL) {
        printf("Failed to open error.log.\n");
        return 1;
    }
    fprintf(stderr, "This is an error message.\n");
    fclose(fp);
    return 0;
}

上面的代碼演示了如何將stderr輸出重定向到error.log文件中，並輸出一條錯誤信息。

四、結合perror函數

perror函數可以用於輸出系統錯誤信息，並且自動將錯誤信息附加在傳遞給它的參數後面。該函數自動將errno變量指向的錯誤碼對應的描述信息輸出到stderr中。

#include <stdio.h>
#include <errno.h>

int main() {
    FILE *fp = fopen("file.txt", "r");
    if (fp == NULL) {
        perror("Failed to open file.txt");
        return errno;
    }
    // do something
    fclose(fp);
    return 0;
}

上面的代碼演示了如何結合perror函數輸出系統錯誤信息。如果打開文件失敗，調用perror函數輸出錯誤信息，並返回errno變量中存儲的錯誤碼。

五、總結

stderr是Unix和類Unix操作系統中的標準錯誤輸出流。在程序開發和調試中，我們經常需要使用stderr輸出一些錯誤信息。同時，通過重定向技術，我們可以將stderr輸出到指定的文件中。在C語言中，可以使用perror函數輸出系統錯誤信息，並自動將錯誤信息附加在傳遞給它的參數後面。