C程序以char*值为文件名创建文件时返回坏文件描述符错误

开发C语言程序实现随机文件名创建、打开文件功能时，预期代码可正常执行文件打开操作，实际运行时即便传入字符串类型文件名，程序依然返回*坏文件描述符（bad file descriptor）*错误，原实现代码如下：

#include <sys/stat.h>
#include <fcntl.h>
#include <stdlib.h>
#include <errno.h>
#include <string.h>

int main() {
    FILE* newFile;
    char* newFilename = "ABCDEFGHIJKLMNOPQRSTUVWXYZ"[random () % 26];
    printf("The file is: %i\n", newFilename);

    //Access file
    int n = open(newFilename, O_CREAT|O_WRONLY|O_TRUNC, 0777);
    newFile = fdopen(n, "wb");
    if(newFile == NULL) {
        printf("Error: %s\n", strerror(errno));
        return 1;
    }
    free(newFile);
}

代码存在多处逻辑错误，直接触发报错的原因如下：

• 文件名变量类型和赋值逻辑完全错误：char* newFilename = "ABCDEFGHIJKLMNOPQRSTUVWXYZ"[random () % 26]; 这行代码取字符串常量中的单个char类型字符，强行赋值给char*类型的指针变量，最终得到的是一个指向非法内存地址的野指针，根本不是合法的文件名字符串。
• 缺失系统调用返回值校验：open调用失败时会返回-1，代码未校验该返回值就直接传入fdopen，-1是非法文件描述符，必然触发bad file descriptor错误。
• 格式化打印参数不匹配：用%i（整数格式符）打印char*类型的文件名，实际输出的是指针的内存地址数值，无法打印真实文件名，完全无法辅助调试。
• 资源释放接口用错：fdopen返回的FILE*结构体指针必须用fclose关闭，直接调用free只会释放指针本身占用的内存，不会关闭底层文件描述符、刷新IO缓冲区，会造成资源泄漏，甚至触发未定义行为。
• 头文件缺失：代码中用到printf、random、FILE结构相关接口，未引入<stdio.h>、<time.h>、<unistd.h>头文件，编译阶段就会出现隐式声明警告，运行时行为不可预期。
• 未初始化随机数种子：直接调用random()不播种的话，每次程序运行生成的随机数序列完全固定，达不到随机文件名的效果。

#include <sys/stat.h>
#include <fcntl.h>
#include <stdlib.h>
#include <errno.h>
#include <string.h>
#include <stdio.h>
#include <time.h>
#include <unistd.h>

int main() {
    FILE* newFile;
    // 单字符文件名需要2字节空间：1字节存字母，1字节存字符串结束符'\0'
    char newFilename[2];
    // 用当前时间初始化随机数种子
    srandom(time(NULL));
    newFilename[0] = "ABCDEFGHIJKLMNOPQRSTUVWXYZ"[random() % 26];
    newFilename[1] = '\0';
    printf("The file is: %s\n", newFilename);

    // 校验open调用返回值
    int fd = open(newFilename, O_CREAT|O_WRONLY|O_TRUNC, 0777);
    if (fd == -1) {
        printf("Open file failed: %s\n", strerror(errno));
        return 1;
    }
    newFile = fdopen(fd, "wb");
    if(newFile == NULL) {
        printf("fdopen error: %s\n", strerror(errno));
        // fdopen打开失败需要手动关闭已经拿到的文件描述符
        close(fd);
        return 1;
    }

    // 此处写入文件操作逻辑

    // 用fclose正确关闭文件流
    fclose(newFile);
    return 0;
}

内容的提问来源于stack exchange，提问作者Programming Student