C 语言异常处理

C 语言异常处理

异常的概念

• 程序在运行过程当中可能产生异常

• 异常(Exception) 与 Bug 的区别

  • 异常是程序运行使可预料的执行分支
  • Bug 是程序中的错误，是不被预期的运行方式

异常(Exception) 和 Bug 的对比

• 异常

  • 运行时产生除 0 的状况
  • 须要打开的外部文件不存在
  • 数组访问时越界

• Bug

  • 使用野指针
  • 堆数组使用结束后未释放
  • 选择排序没法处理长度为 0 的数组

C 语言经典处理方式： if ... else ...

void func(...)
{
    if(判断是否产生异常)
    {
        正常状况代码逻辑
    }
    else
    {
        异常状况代码逻辑
    }
}

编程实验1：除法操做异常处理

include <iostream>
#include <string>

using namespace std;

double divide(double a, double b, int* valid)
{
    const double delta = 0.000000000000001;
    double ret = 0;
    
    if( !((-delta < b) && (b < delta)) )  // 除法被除数 写法须要学习一下
    {
        ret = a / b;
        
        *valid = 1;
    }
    else
    {
        *valid = 0;
    }
    
    return ret;
}

int main(int argc, char *argv[])
{   
    int valid = 0;
    double r = divide(1, 0, &valid);
    
    if( valid )
    {
        cout << "r = " << r << endl;
    }
    else
    {
        cout << "Divided by zero..." << endl;
    }
    
    return 0;
}

缺陷

• divide 函数有 3 个参数，难以理解其用法

• divide 函数调用后必需判断 valid 表明的结果

  • 当 valid 为 true 时，运行结果正常
  • 当 valid 为 false 时，运算过程当中出现异常

异常处理优化

经过 setjmp() 和 longjmp() 进行优化

• int setjmp(jmp_buf env)

将当前上下文保存在 jmp_buf 结构体中

• void longjmp(jmp_buf env, int val)

  • 从 jmp_buf 结构体中恢复 setjmp 保存上下文
  • 最终从setjmp 函数调用点返回，返回值为 val

编程实验2：除法操做异常处理优化

#include <iostream>
#include <string>
#include <csetjmp>

using namespace std;

static jmp_buf env;

double divide(double a, double b)
{
    const double delta = 0.000000000000001;
    double ret = 0;
    
    if( !((-delta < b) && (b < delta)) )
    {
        ret = a / b;
    }
    else
    {
        longjmp(env, 1);   // 根据 env 恢复上下文，出口时在 setjmp() 处，longjmp 函数的功能是从 jmp_buf 结构体中恢复由 setjmp 函数保存的上下文，该函数不返回，而是从 setjmp 函数中返回。
    }
    
    return ret;
}

int main(int argc, char *argv[])
{   
    if( setjmp(env) == 0 )   // 直接调用，将函数在此处的上下文保存在 env 这个变量里，以供 longjmp 今后结构体中恢复。
    {
        double r = divide(1, 1);
        
        cout << "r = " << r << endl;
    }
    else
    {
        cout << "Divided by zero..." << endl;
    }
    
    return 0;
}

具体看以下连接：

link

缺陷

setjmp() 和 longjmp() 的引入

• 必然涉及到使用全局变量
• 暴力跳转致使代码可读性下降
• 本质仍是 if... else ... 异常处理方式

C语言处理的方式不是很好，会使得程序中逻辑中混入大量的处理异常的代码。
正常逻辑代码和异常代码混合在一块儿，致使代码迅速膨胀 ，难以维护

实例分析代码

#include <iostream>
#include <string>

using namespace std;

#define SUCCESS           0 
#define INVALID_POINTER   -1
#define INVALID_LENGTH    -2
#define INVALID_PARAMETER -3

int MemSet(void* dest, unsigned int length, unsigned char v)
{
    if( dest == NULL )
    {
        return INVALID_POINTER;
    }
    
    if( length < 4 )
    {
        return INVALID_LENGTH;
    }
    
    if( (v < 0) || (v > 9) )
    {
        return INVALID_PARAMETER;
    }
    
    unsigned char* p = (unsigned char*)dest;
    
    for(int i=0; i<length; i++)
    {
        p[i] = v;
    }
    
    return SUCCESS;
}

int main(int argc, char *argv[])
{
    int ai[5];
    int ret = MemSet(ai, sizeof(ai), 0);
    
    if( ret == SUCCESS )
    {
    }
    else if( ret == INVALID_POINTER )
    {
    }
    else if( ret == INVALID_LENGTH )
    {
    }
    else if( ret == INVALID_PARAMETER )
    {
    }
    
    return ret;
}

向上述代码是一眼看不出正常逻辑的过程的，若是去别的公司看代码代码都是这样就很难立刻知道正确逻辑是怎么运行的，不利于快速上手代码
C语言中中只能这样，全部C++将C中很差的方式进行了升级

小结

• 程序中不可避免的会发生异常
• 异常是开发阶段就能够碰见的运行方式
• C 语言中经过经典的 if...else...方式处理异常
• C ++ 中存在更好的异常处理方式