为什么 fopen 在不保存返回的指针的情况下工作？答案

【问题标题】：Why does fopen works without saving the returned pointer?为什么 fopen 在不保存返回的指针的情况下工作？
【发布时间】：2016-02-17 10:54:38
【问题描述】：

我写了一个小程序来解密一个 OTP 加密的文件。这工作得很好。

但我意识到我在“Solution.jpg”上调用 fopen 时忘记保存返回的文件指针。如您所见，我正在写入文件指针 f。我想知道为什么这段代码有效。

#include <stdio.h>

#define FILE_SIZE 4202

int main () {
    unsigned char key[FILE_SIZE], otpCipher[FILE_SIZE];

    FILE *f = fopen("otpkey.bin", "r");
    fread(key, sizeof(char), FILE_SIZE, f);
    fclose(f);

    f = fopen("otpcipher.bin", "r");
    fread(otpCipher, sizeof(char), FILE_SIZE, f);
    fclose(f);

    fopen("Solution.jpg", "w");

    for (int j = 0; j < FILE_SIZE; ++j) {
        otpCipher[j] = otpCipher[j] ^ key[j];
        fputc(otpCipher[j], f);
    }

    fclose(f);

    return 0;
}

【问题讨论】：

f 关闭后无效。因此，之后在任何其他函数中使用它都是未定义的行为。 UB 意味着它可以工作，但也可能崩溃，或写入其他文件，或静默继续，或任何其他未定义的操作。
fputc(otpCipher[j], f); 正在写信给Solution.jpg 吗？我不这么认为......
@LPs 我认为在 OP 的情况下确实如此。因为fopen("Solution.jpg", "w"); 恰好为FILE 重用了相同的内存，因为指针f 已经引用了。所以f 中用于fputc 的指针是偶然有效的。
你说它“工作”只是因为它碰巧做了你想做的事。如果你想让它做其他事情，它就不会工作。它正在做一些你没有告诉它去做的事情，所以我不会说它正在工作。

标签： c pointers fopen

【解决方案1】：

我刚刚使用 gdb 找到了答案。

因此，由于我在打开新文件之前使用了fclose()，因此释放了指向之前使用的文件的指针。这个指针可以再次使用，每次我运行这个程序时fopen()都会返回这个指针。

之所以成功，是因为在我调用fopen() 时没有打开其他文件。

这是未定义的行为，可能会导致其他问题。在任何情况下都应该避免（我是错误地这样做的）。我只是想了解为什么这会起作用并修复了我的代码。

【讨论】：

您正确地诊断了实际行为，但请注意，C 标准绝不允许这样做。在调用fclose(f) 之后使用f 是未定义的行为。 fopen() 返回相同的指针是一个小奇迹，当然不要依赖它。另请注意，您还应该检查fopen 和fread 的返回值。
谢谢，我知道这是一件坏事。因此，为了清楚起见，我将其添加到我的答案中。
+1 既可以自己使用 gdb 探索问题，也可以意识到/接受“它恰好可以工作”并不是一个好的状态。