63、C语言异常处理

异常的概念:程序在运行过程中可能产生异常,异常与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:运行时除0的情况,需要打开的外部文件,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。

C语言处理方式:if...else...

#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)) )
    {
        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:dibide函数有3个参数,难以理解。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。

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。

改进:

#include <iostream>
#include <string>
#include <csetjmp>    //包含setjmp()和longjmp()
using namespace std;
static jmp_buf env;  //保存程序执行上下文
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);  //跳到env保存的上下文,就是下边的  if( setjmp(env) == 0 ) ,第二个参数1表示setjmp(env)的返回                                        //值为1
    }    
    return ret;
}
int main(int argc, char *argv[])
{   
    if( setjmp(env) == 0 )  //把当前上下文保存到env中,直接调用返回值为0
    {
        double r = divide(1, 1);        
        cout << "r = " << r << endl;
    }
    else
    {
        cout << "Divided by zero..." << endl;
    }    
    return 0;

}

缺陷: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。推荐使用第一种方法。

c语言中的经典异常处理方式会使得程序逻辑中混入大量的处理异常的代码。正常逻辑代码和异常处理代码混合在一起,导致代码迅速膨胀,难以维护。

#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;
}

程序中不可避免会发生异常,是可预见的,C中通过if..else处理异常。



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