C 错误处理

Posted 2023-04-07 三季人 G

C 错误处理

C 语言不提供对错误处理的直接支持，但是作为一种系统编程语言，它以返回值的形式允许您访问底层数据。在发生错误时，大多数的 C 或 UNIX 函数调用返回 1 或 NULL，同时会设置一个错误代码 errno，该错误代码是全局变量，表示在函数调用期间发生了错误。您可以在 errno.h 头文件中找到各种各样的错误代码。

所以，C 程序员可以通过检查返回值，然后根据返回值决定采取哪种适当的动作。开发人员应该在程序初始化时，把 errno 设置为 0，这是一种良好的编程习惯。0 值表示程序中没有错误。

errno、perror() 和 strerror()

C 语言提供了 perror() 和 strerror() 函数来显示与 errno 相关的文本消息。

• perror() 函数显示您传给它的字符串，后跟一个冒号、一个空格和当前 errno 值的文本表示形式。
• strerror() 函数，返回一个指针，指针指向当前 errno 值的文本表示形式。

让我们来模拟一种错误情况，尝试打开一个不存在的文件。您可以使用多种方式来输出错误消息，在这里我们使用函数来演示用法。另外有一点需要注意，您应该使用 stderr 文件流来输出所有的错误。

举例：

#include <stdio.h>
#include <errno.h>
#include <string.h>
 
extern int errno ;
 
int main ()

   FILE * pf;
   int errnum;
   pf = fopen ("unexist.txt", "rb");
   if (pf == NULL)
   
      errnum = errno;
      fprintf(stderr, "错误号: %d\\n", errno);
      perror("通过 perror 输出错误");
      fprintf(stderr, "打开文件错误: %s\\n", strerror( errnum ));
   
   else
   
      fclose (pf);
   
   return 0;

当上面的代码被编译和执行时，它会产生下列结果：

错误号: 2
通过 perror 输出错误: No such file or directory
打开文件错误: No such file or directory

捕获异常

我们可以借助 C++ 异常机制来捕获上面的异常，避免程序崩溃。捕获异常的语法为：

try
// 可能抛出异常的语句
catch(exceptionType variable)
// 处理异常的语句

try和catch都是 C++ 中的关键字，后跟语句块，不能省略

。try 中包含可能会抛出异常的语句，一旦有异常抛出就会被后面的 catch 捕获。从 try 的意思可以看出，它只是“检测”语句块有没有异常，如果没有发生异常，它就“检测”不到。catch 是“抓住”的意思，用来捕获并处理 try 检测到的异常；如果 try 语句块没有检测到异常（没有异常抛出），那么就不会执行 catch 中的语句。

这就好比，catch 告诉 try：你去检测一下程序有没有错误，有错误的话就告诉我，我来处理，没有的话就不要理我！

**catch 关键字后面的exceptionType variable
**

指明了当前 catch 可以处理的异常类型，以及具体的出错信息。我们稍后再对异常类型展开讲解，当务之急是演示一下 try-catch 的用法，先让读者有一个整体上的认识。

【例2】加入捕获异常的语句：

#include <iostream>
#include <string>
#include <exception>
using namespace std;

int main()
 string str = "http://c.biancheng.net";
 
 try
 char ch1 = str[100];
        cout<<ch1<<endl;
 catch(exception e)
        cout<<"[1]out of bound!"<<endl;
 

 try
 char ch2 = str.at(100);
        cout<<ch2<<endl;
 catch(exception &e) //exception类位于<exception>头文件中
        cout<<"[2]out of bound!"<<endl;
 

 return 0;

运行结果：

[2]out of bound!

可以看出，第一个 try 没有捕获到异常，输出了一个没有意义的字符（垃圾值）。因为[ ]

不会检查下标越界，不会抛出异常，所以即使有错误，try 也检测不到。换句话说，发生异常时必须将异常明确地抛出，try 才能检测到；如果不抛出来，即使有异常 try 也检测不到。所谓抛出异常，就是明确地告诉程序发生了什么错误。

第二个 try 检测到了异常，并交给 catch 处理，执行 catch 中的语句。需要说明的是，异常一旦抛出，会立刻被 try 检测到，并且不会再执行异常点（异常发生位置）后面的语句。本例中抛出异常的位置是第 17 行的 at() 函数，它后面的 cout 语句就不会再被执行，所以看不到它的输出。

说得直接一点，检测到异常后程序的执行流会发生跳转，从异常点跳转到 catch 所在的位置，位于异常点之后的、并且在当前 try 块内的语句就都不会再执行了；即使 catch 语句成功地处理了错误，程序的执行流也不会再回退到异常点，所以这些语句永远都没有执行的机会了。本例中，第 18 行代码就是被跳过的代码。

执行完 catch 块所包含的代码后，程序会继续执行 catch 块后面的代码，就恢复了正常的执行流。

为了演示「不明确地抛出异常就检测不到异常」，大家不妨将第 10 行代码改为char ch1 = str[100000000];

，访问第 100 个字符可能不会发生异常，但是访问第 1 亿个字符肯定会发生异常了，这个异常就是内存访问错误。运行更改后的程序，会发现第 10 行代码产生了异常，导致程序崩溃了，这说明 try-catch 并没有捕获到这个异常。

关于「如何抛出异常」，我们将在下节讲解，这里重点是让大家明白异常的处理流程：

抛出（Throw）--> 检测（Try） --> 捕获（Catch）

发生异常的位置

异常可以发生在当前的 try 块中，也可以发生在 try 块所调用的某个函数中，或者是所调用的函数又调用了另外的一个函数，这个另外的函数中发生了异常。这些异常，都可以被 try 检测到。

1. 下面的例子演示了 try 块中直接发生的异常：

#include <iostream>
#include <string>
#include <exception>
using namespace std;

int main()
 try
 throw "Unknown Exception"; //抛出异常
        cout<<"This statement will not be executed."<<endl;
 catch(const char* &e)
        cout<<e<<endl;
 

 return 0;

运行结果：

Unknown Exception

throw

关键字用来抛出一个异常，这个异常会被 try 检测到，进而被 catch 捕获。关于 throw 的用法，我们将在下节深入讲解，这里大家只需要知道，在 try 块中直接抛出的异常会被 try 检测到。

2. 下面的例子演示了 try 块中调用的某个函数中发生了异常：

#include <iostream>
#include <string>
#include <exception>
using namespace std;

void func()
 throw "Unknown Exception"; //抛出异常
    cout<<"[1]This statement will not be executed."<<endl;


int main()
 try
 func();
        cout<<"[2]This statement will not be executed."<<endl;
 catch(const char* &e)
        cout<<e<<endl;
 

 return 0;

运行结果：

Unknown Exception

25.错误处理

//C错误处理
/*
	C 语言不提供对错误处理的直接支持，但是作为一种系统编程语言，它以返回值的形式允许访问底层数据
	在发生错误时，大多数的 C 或 UNIX 函数调用返回 1 或 NULL，
	同时会设置一个错误代码 errno，该错误代码是全局变量，表示在函数调用期间发生了错误。
	可以在 errno.h 头文件中找到各种各样的错误代码。
	所以，C 程序员可以通过检查返回值，然后根据返回值决定采取哪种适当的动作。
	开发人员应该在程序初始化时，把 errno 设置为 0，这是一种良好的编程习惯。0 值表示程序中没有错误。
*/

//errno、perror() 和 strerror()
/*
	C 语言提供了 perror() 和 strerror() 函数来显示与 errno 相关的文本消息。
	perror() 函数显示您传给它的字符串，后跟一个冒号、一个空格和当前 errno 值的文本表示形式。
	strerror() 函数，返回一个指针，指针指向当前 errno 值的文本表示形式。
	让我们来模拟一种错误情况，尝试打开一个不存在的文件。
	以使用多种方式来输出错误消息，在这里我们使用函数来演示用法。
	另外有一点需要注意，应该使用 stderr 文件流来输出所有的错误。
*/

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

extern int errno ;

int main01 ()
{
   FILE * pf;
   int errnum;
   pf = fopen ("unexist.txt", "rb");
   if (pf == NULL)
   {
      errnum = errno;
      fprintf(stderr, "错误号: %d
", errno);
      perror("通过 perror 输出错误");
      fprintf(stderr, "打开文件错误: %s
", strerror( errnum ));
   }
   else
   {
      fclose (pf);
   }
   return 0;
/*
	错误号: 2
	通过 perror 输出错误: No such file or directory
	打开文件错误: No such file or directory
*/   
}

//被零除的错误
/*
	在进行除法运算时，如果不检查除数是否为零，则会导致一个运行时错误。
	为了避免这种情况发生，下面的代码在进行除法运算前会先检查除数是否为零：
*/
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>

int main02()
{
   int dividend = 20;
   int divisor = 0;
   int quotient;
 
   if( divisor == 0){
      fprintf(stderr, "除数为 0 退出运行...
");
      exit(-1);
   }
   quotient = dividend / divisor;
   fprintf(stderr, "quotient 变量的值为 : %d
", quotient );

   exit(0);
   //数为 0 退出运行...
}

//程序退出状态
/*
	通常情况下，程序成功执行完一个操作正常退出的时候会带有值 EXIT_SUCCESS。
	在这里，EXIT_SUCCESS 是宏，它被定义为 0。
	如果程序中存在一种错误情况，当您退出程序时，会带有状态值 EXIT_FAILURE，被定义为 -1。
*/
int main()
{
   int dividend = 20;
   int divisor = 5;
   int quotient;
 
   if( divisor == 0){
      fprintf(stderr, "除数为 0 退出运行...
");
      exit(EXIT_FAILURE);
   }
   quotient = dividend / divisor;
   fprintf(stderr, "quotient 变量的值为: %d
", quotient );

   exit(EXIT_SUCCESS);
   //quotient 变量的值为: 4
}