第63课 C语言异常处理

1. 异常的概念

（1）程序在运行过程中可能产生异常

（2）异常（Exception）与Bug的区别

　　①异常是程序运行时可预料的执行分支

　　②Bug是程序是的错误，是不被预期的运行方式

2. 异常和Bug的对比

（1）异常：如运行时产生除0的情况、需要打开的外部文件不存在、数组访问时越界

（2）Bug：如使用野指针、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

3. C语言经典处理方式：if-else

（1）示例程序

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
    }
}

【编程实验】除法操作异常处理

#include <iostream>

using namespace std;

double divide(double a, double b, int* valid)
{
    const double delta = 0.000000000000001;
    ;

    if(!((-delta < b) && (b < delta)))
    {
        ret = a / b;
        *valid = ;  //正常
    }
    else
    {
        *valid = ;    //除0错误
    }
    return ret;
}

int main()
{
    ;
    , , &valid); //当第3个参数为NULL时，还是会出问题

    if(valid)
    {
        cout << "r = " << r << endl;
    }
    else
    {
        cout << "Divide by zero..." << endl;
    }

    ;
}

（2）缺陷

　　①divide函数有3个参数，难以理解其用途

　　②divide函数调用后必须判断valid代表的结果：true表示结果正常，false表示出现异常

4. C语言异常处理的优化方式

（1）通过setjmp()和longjmp()进行优化

　　①包含头文件#include <setjmp.h>或<csetjmp>

　　②int setjmp(jmp_buf env)：将当前上下文保存在jum_buf结构体中，以供以后longjmp()恢复状态信息时使用。如果是直接调用setjmp()，那么返回值为0；如果是由于调用longjmp()而调用setjmp()，那么返回值非0。setjmp()只能在某些特定情况下调用，如在if语句、 switch语句及循环语句的条件测试部分以及一些简单的关系表达式中。

　　③void longjmp(jmp_buf env, int val)：用于恢复由最近一次调用setjmp()时保存到env的状态信息。当它执行完时，程序执行流会跳转到setjmp()那行，并根据重新执行setjmp()，但此时的setjmp()得到的返回值是val。

【编程实验】除法操作异常处理优化

#include <iostream>
#include <csetjmp>  //for setjmp、longjmp();

using namespace std;

static jmp_buf env;  //须定义全局的上下文环境

double divide(double a, double b)
{
    const double delta = 0.000000000000001;
    ;

    if(!((-delta < b) && (b < delta)))
    {
        ret = a / b;
    }
    else
    {
        longjmp(env, ); //当错误发生时会跳转到setjmp那么的代码
                         //处，重新执行setjmp并把其的返回值设为1
    }
    return ret;
}

int main()
{

    ) //先保存上下文环境，刚调用时返回值为0
    {
        , );
        cout << "r = " << r << endl;
    }
    else
    {
        cout << "Divide by zero..." << endl;
    }

    ;
}

（2）缺陷

　　①引入setjmp()和longjmp()必然涉及到使用全局变量

　　②暴力跳转导致代码可读性降低

　　③本质还是if-else异常处理方式

5. C语言异常处理存在的通病

（1）会使程序逻辑中混入大量的处理异常的代码

（2）正常逻辑和异常处理代码混合在一起，导致代码迅速膨胀，难以维护。

【实例分析】异常处理代码分析

#include <iostream>

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;
    }

    )
    {
        return INVALID_LENGTH;
    }

    ) || (v > ) )
    {
        return INVALID_PARAMETER;
    }

    unsigned char* p = (unsigned char*)dest;

    ; i< length; i++)
    {
        //将char赋值给int。
        //1.如果是char，则最高位为符号位，char赋值给int时会扩展最高位
        //2.如果是unsigned，则不会扩展，即低8位为char的值，其余24位为0
        p[i] = v;
    }

    return SUCCESS;
}

int main()
{
    ];
    );

    //正常处理与异常处理的代码混杂，不容易看出哪些是正常处理时的代码
    //哪些是异常发生时应处理的代码（特别是当返回值用数字表示，而不是这里有意义的常量名时）
    if(ret == SUCCESS)
    {
    }
    else if(ret == INVALID_POINTER)
    {
    }
    else if(ret == INVALID_LENGTH)
    {
    }
    else if(ret == INVALID_PARAMETER)
    {
    }

    ;
}

6. 小结

（1）程序中不可避免的会发生异常

（2）异常是在开发阶段就可以预见的运行时问题

（3）C语言中通过经典的if-else

（4）C++中存在更好的异常处理方式