37、不一样的C++系列--C语言异常处理

C语言异常处理

异常的概念

异常的说明

程序在运行过程中可能产生异常

异常（Exception）与Bug的区别

异常是程序运行时可预料的执行分支

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的情况

需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

选择排序无法处理长度为0的数组

异常处理

C语言经典处理方式：if … else …

void func()
{
if(判断是否产生异常)
{
正常情况代码逻辑；
}
else
{
异常情况代码逻辑；
}
}

这里举一个例子：

#include <iostream>
#include <string>

using namespace std;

//除法判断
double divide(double a, double b, int* valid)
{
const double delta = 0.000000000000001;
double ret = 0;

//强制判断
if( !((-delta < b) && (b < delta)) )
{//正常情况
ret = a / b;

*valid = 1;
}
else
{//异常情况
*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;
}

运行结果为：

Divided by zero...

这种做法也有缺陷：

divide函数有3个参数，难以理解其用法

divide函数调用后必须判断valid代表的结果

当valid为true时，运算结果正常

当valid为false时，运算过程出现异常

所以这里再介绍另外一种方法：

通过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( )保存的上下文

最终从setjmp函数调用点返回，返回值为val

举一个例子：

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

using namespace std;

//创建一个静态的结构体
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
{
//假如程序执行到这里，就恢复setjmp保存的上下文，然后返回1
longjmp(env, 1);
}

return ret;
}

int main(int argc, char *argv[])
{
//将当前的上下文保存到env结构体中
if( setjmp(env) == 0 )
{
double r = divide(1, 0);

cout << "r = " << r << endl;
}
else
{
//返回1以后，与0不相等，就执行到这里
cout << "Divided by zero..." << endl;
}

return 0;
}

执行结果为：

Divided by zero...

这种方法的缺陷是：

setjmp( )和longjmp( )的引入

必然涉及到使用全局变量

暴力跳转导致代码可读性降低

本质还是if … else … 异常处理方式

最后再介绍一种方法，还是用 if … else … 来做，但是使用宏定义来说明语义：

#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;
}

小结

程序中不可避免的会发生异常

异常是在开发阶段就可以预见的运行时问题

C语言中通过经典的 if … else … 方式处理异常

C++中存在更好的异常处理方式