c开发策略之错误处理

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在使用任何语言进行应用程序开发时,我们都应该提前规划好如何处理错误。Java和c++中普遍使用异常来进行错误处理,但是c语言,因为没有提供一个很优雅的异常机制,所以明确如何进行错误处理显得很重要。C语言中的错误处理有多种方式,总结如下:大家可以讨论这些处理方式的优劣,这样等以后在程序开发中,我们可以从整体上为程序设计更好的错误处理方法。

1.返回值方式:用函数的返回值标志函数是否执行成功。比如成功返回1,失败返回0。这种方式的好处是简单方便,而且不影响效率,保持了c语言的高效率。但是仍然有问题,一个问题是代码可读性的问题,如果每个函数都有这样的返回值的话,为了保持程序的正确运行,我们必须对每个函数进行正确性验证,就是在调用函数的时候检查他的返回值,这样程序代码很大一部分就可能花费在错误处理上。第二个问题就是函数的返回值冲突的问题。假设strlen函数也可能会出错,使用这种错误处理策略他的返回值应该标志它是否执行成功,但是函数计算的字符串的长度值如何自然地传递出来?最后一个问题可能是最重要的:它不强制你处理错误,而且在不进行处理的情况下,程序仍然能够运行,但结果是不可预知的。

2.全局errno方式:就是在出现错误的时候,将错误代码记录到一个全局变量errno中。比如waitpid()函数在被信号中断的情况下,将errno设置为EINTR(一宏定义常量)。这种方式解决了返回值方式遇到的返回值冲突问题,而且效率方面也是非常令人愉悦的。但是它要求用户在调用函数后检查errno的值,这种保证是脆弱的,程序仍然有可能在不处理那些errno的情况下”安然”地运行,导致未定义的结果。另一个问题出在多线程方面,errno不是线程安全的,多个线程操作同一个errno会造成混乱。

3.错误封装:就是将每个有错误返回值的函数分别用一个函数包起来,比如waitpid()函数可以封装成Waitpid()(首字母大写),在这个函数中处理相应的错误。这种错误处理方法可以很好的解决很多问题,应该说效果很好,但是有几个方面需要商榷,一是,并不是每个函数的错误都以一种方式进行处理,另一方面,听说c语言的函数调用开销相对很高,在函数外面再包上一层会影响性能。

4.异常:关于异常的说明和实现可以参考http://xombat.javaeye.com/admin/show/94540,它的优点是能模拟实现c++中异常的一些优点。但是这个异常机制很脆弱,使用时要注意很多问题,而且它的性能开销肯定也会不小。

5. Goto语句:,当发生错误时,利用goto语句跳到相应的错误处理函数中。因为一直以来对goto语句的偏见,和goto语句本身对程序结构性的影响,所以本人一直以来没有用过这种方式,也不知道这种方式会有什么优劣。

总的来说,每个方式都不是尽善尽美的,不知道大家遇到这些问题是怎么处理的?

另外希望还可以讨论如下问题:

1. C语言中的函数调用是不是像一些人说的那样成本很高?

2. 错误处理应该如何区分用户错误和应用程序错误?

3. 如果采用错误封装的方法(方法3),错误处理需要程序结束的地方应该使用exit还是abort?

4. 最好的方法应该是混合使用吧,(比如返回值的方法和全局errno的方法经常混合使用)该用返回值的时候用返回值,该异常的时候异常,但是什么时候该用返回,什么时候该用异常?

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