C语言中的异常处理

在C语言中异常处理一般有这么几种方式：

1.使用标准C库提供了abort()和exit()两个函数，它们可以强行终止程序的运行，其声明处于<stdlib.h>头文件中。

2.使用assert(断言)宏调用，位于头文件<assert.h>中，当程序出错时，就会引发一个abort（）。

3.使用errno全局变量，由C运行时库函数提供，位于头文件<errno.h>中。

4.使用goto语句，当出错时跳转。

5.使用setjmp,longjmp进行异常处理。

接下来，我们就依次对这几种方式来看看到底是怎么做的：

我们仍旧以前面处理除数为0的异常为例子。

1.使用exit()函数进行异常终止：

 1 #include <stdio.h> 2  #include <stdlib.h> 3  double diva(double num1,double num2)         //两数相除函数  4  { 5      double re; 6      re=num1/num2; 7      return re; 8  } 9  int main()10  {11    double a,b,result;12    printf("请输入第一个数字：");13    scanf("%lf",&a);14    printf("请输入第二个数字：");15    scanf("%lf",&b);16    if(0==b)                                //如果除数为0终止程序 17    exit(EXIT_FAILURE);18    result=diva(a,b);19    printf("相除的结果是: %.2lf\n",result);    20    return 0;21  }

其中exit的定义如下：

_CRTIMP void __cdecl __MINGW_NOTHROW exit (int) __MINGW_ATTRIB_NORETURN;

exit的函数原型：void exit(int)由此，我们也可以知道EXIT_FAILURE宏应该是一个整数，exit（）函数的传递参数是两个宏，一个是刚才看到的EXIT_FAILURE，还有一个是EXIT_SUCCESS从字面就可以看出一个是出错后强制终止程序，而一个是程序正常结束。他们的定义是：

#define EXIT_SUCCESS 0
#define EXIT_FAILURE 1

到此，当出现异常的时候，程序是终止了，但是我们并没有捕获到异常信息，要捕获异常信息，我们可以使用注册终止函数atexit(),它的原型是这样的：int atexit(atexit_t func);

具体看如下程序：

 1 #include <stdio.h> 2  #include <stdlib.h> 3  void Exception(void)                           //注册终止函数，通过挂接到此函数，捕获异常信息  4  { 5      printf("试图去除以一个为0的数字，出现异常！\n"); 6  } 7  int main() 8  {  9     double a,b,result;10    printf("请输入第一个数字：");11    scanf("%lf",&a);12    printf("请输入第二个数字：");13    scanf("%lf",&b);14    if(0==b)                    //如果除数为0终止程序 ,并挂接到模拟异常捕获的注册函数15    {16        17    atexit(Exception);                          18    exit(EXIT_FAILURE);19    } 20     result=diva(a,b);21     printf("相除的结果是: %.2lf\n",result);    22  return 0;23  }

这里需要注意的是，atexit（）函数总是被执行的，就算没有exit（）函数，当程序结束时也会被执行。并且，可以挂接多个注册函数，按照堆栈结构进行执行。abort（）函数与exit（）函数类似，当出错时，能使得程序正常退出，这里就不多说了。

2.使用assert()进行异常处理：

assert()是一个调试程序时经常使用的宏，切记，它不是一个函数，在程序运行时它计算括号内的表达式，如果表达式为FALSE  (0),  程序将报告错误，并终止执行。如果表达式不为0，则继续执行后面的语句。这个宏通常原来判断程序中是否出现了明显非法的数据，如果出现了终止程序以免导致严重后果，同时也便于查找错误。   
另外需要注意的是：assert只有在Debug版本中才有效，如果编译为Release版本则被忽略。

我们就前面的问题，使用assert断言进行异常终止操作：构造可能出现出错的断言表达式：assert（number！=0）这样，当除数为0的时候，表达式就为false，程序报告错误，并终止执行。

代码如下：

 1 代码 2  3 #include <stdio.h> 4 #include <assert.h> 5 double diva(double num1,double num2)         //两数相除函数  6 { 7     double re; 8     re=num1/num2; 9     return re;10 }11 int main()12 {13   printf("请输入第一个数字：");14   scanf("%lf",&a);15   printf("请输入第二个数字：");16   scanf("%lf",&b);17   assert(0!=b);                                //构造断言表达式，捕获预期异常错误18    result=diva(a,b);19    printf("相除的结果是: %.2lf\n",result);    20    return 0;21 }

3.使用errno全局变量，进行异常处理：

errno全局变量主要在调式中，当系统API函数发生异常的时候，将errno变量赋予一个整数值，根据查看这个值来推测出错的原因。

其中的各个整数值都有一个相应的宏定义，表示不同的异常原因：

 1 代码 2  3 #define EPERM        1    /* Operation not permitted */ 4 #define    ENOFILE        2    /* No such file or directory */ 5 #define    ENOENT        2 6 #define    ESRCH        3    /* No such process */ 7 #define    EINTR        4    /* Interrupted function call */ 8 #define    EIO        5    /* Input/output error */ 9 #define    ENXIO        6    /* No such device or address */10 #define    E2BIG        7    /* Arg list too long */11 #define    ENOEXEC        8    /* Exec format error */12 #define    EBADF        9    /* Bad file descriptor */13 #define    ECHILD        10    /* No child processes */14 #define    EAGAIN        11    /* Resource temporarily unavailable */15 #define    ENOMEM        12    /* Not enough space */16 #define    EACCES        13    /* Permission denied */17 #define    EFAULT        14    /* Bad address */18 /* 15 - Unknown Error */19 #define    EBUSY        16    /* strerror reports "Resource device" */20 #define    EEXIST        17    /* File exists */21 #define    EXDEV        18    /* Improper link (cross-device link?) */22 #define    ENODEV        19    /* No such device */23 #define    ENOTDIR        20    /* Not a directory */24 #define    EISDIR        21    /* Is a directory */25 #define    EINVAL        22    /* Invalid argument */26 #define    ENFILE        23    /* Too many open files in system */27 #define    EMFILE        24    /* Too many open files */28 #define    ENOTTY        25    /* Inappropriate I/O control operation */29 /* 26 - Unknown Error */30 #define    EFBIG        27    /* File too large */31 #define    ENOSPC        28    /* No space left on device */32 #define    ESPIPE        29    /* Invalid seek (seek on a pipe?) */33 #define    EROFS        30    /* Read-only file system */34 #define    EMLINK        31    /* Too many links */35 #define    EPIPE        32    /* Broken pipe */36 #define    EDOM        33    /* Domain error (math functions) */37 #define    ERANGE        34    /* Result too large (possibly too small) */38 /* 35 - Unknown Error */39 #define    EDEADLOCK    36    /* Resource deadlock avoided (non-Cyg) */40 #define    EDEADLK        3641 /* 37 - Unknown Error */42 #define    ENAMETOOLONG    38    /* Filename too long (91 in Cyg?) */43 #define    ENOLCK        39    /* No locks available (46 in Cyg?) */44 #define    ENOSYS        40    /* Function not implemented (88 in Cyg?) */45 #define    ENOTEMPTY    41    /* Directory not empty (90 in Cyg?) */46 #define    EILSEQ        42    /* Illegal byte sequence */

这里我们就不以前面的除数为0的例子来进行异常处理了，因为我不知道如何定义自己特定错误的errno，如果哪位知道，希望能给出方法。我以一个网上的例子来说明它的使用方法：

 1 代码 2  3 #include <errno.h>   4 #include <math.h>   5 #include <stdio.h>   6 int main(void)   7 {   8 errno = 0;   9 if (NULL == fopen("d:\\1.txt", "rb"))  10 {  11 printf("%d", errno);  12 }  13 else  14 {  15  printf("%d", errno);  16 }  17 return 0;  }

这里试图打开一个d盘的文件，如果文件不存在，这是查看errno的值，结果是2、

当文件存在时，errno的值为初始值0。然后查看值为2的错误信息，在宏定义那边#define    ENOFILE        2    /* No such file or directory */
便知道错误的原因了。

4.使用goto语句进行异常处理：

goto语句相信大家都很熟悉，是一个跳转语句，我们还是以除数为0的例子，来构造一个异常处理的例子：

 1 代码 2  3 #include <stdio.h> 4 double diva(double num1,double num2)         //两数相除函数  5 { 6     double re; 7     re=num1/num2; 8     return re; 9 }10 int main()11 {12   int tag=0;13   double a,b,result;14   if(1==tag)15   {16       Throw:17     printf("除数为0，出现异常\n");18   }19    tag=1;20   printf("请输入第一个数字：");21   scanf("%lf",&a);22   printf("请输入第二个数字：");23   scanf("%lf",&b);24 if(b==0)                                   //捕获异常（或许这么说并不恰当，暂且这么理解）25   goto Throw;                                //抛出异常 26   result=diva(a,b);27    printf("%d\n",errno);28    printf("相除的结果是: %.2lf\n",result);    29 30 return 0;31 }

5.使用setjmp和longjmp进行异常捕获与处理：

setjmp和longjmp是非局部跳转，类似goto跳转作用，但是goto语句具有局限性，只能在局部进行跳转，当需要跳转到非一个函数内的地方时就需要用到setjmp和longjmp。setjmp函数用于保存程序的运行时的堆栈环境，接下来的其它地方，你可以通过调用longjmp函数来恢复先前被保存的程序堆栈环境。异常处理基本方法：

使用setjmp设置一个跳转点，然后在程序其他地方调用longjmp跳转到该点（抛出异常).

代码如下所示：

 1 #include <stdio.h> 2 #include <setjmp.h> 3 jmp_buf j; 4 void Exception(void) 5 { 6    longjmp(j,1); 7 } 8  double diva(double num1,double num2)         //两数相除函数 9  {10     double re;11      re=num1/num2;12     return re;13 }14  int main()15 {16     double a,b,result;17 18     19    printf("请输入第一个数字：");20    scanf("%lf",&a);21    printf("请输入第二个数字：");22   if(setjmp(j)==0)23   {24    scanf("%lf",&b);25    if(0==b)26    Exception();27  result=diva(a,b);28     printf("相除的结果是: %.2lf\n",result);29   }30   else31   printf("试图除以一个为0的数字\n");32  return 0;33 }

四 总结：

除了以上几种方法之外，另外还有使用信号量等等方法进行异常处理。当然在实际开发中每个人都有各种调式的技巧，而且这文章并不是说明异常处理一定要这样做，这只是对一般做法的一些总结，也不要乱使用异常处理，如果弄的不好就严重影响了程序的效率和结构，就像设计模式一样，不能胡乱使用。