Visual C++中的異常處理淺析

　　在進入正式的講解之前，先說幾句廢話。許多的編程新手對異常處理視而不見，程序里很少考慮異常情況。一部分人甚至根本就不考慮，以為程序總是能以正確的途徑運行。譬如我們有的程序設計者調用fopen打開一個文件后，立馬就開始進行讀寫操作，根本就不考慮文件是否正常打開了。這種習慣一定要改掉，縱使你再不愿意！這是軟件健壯性的需要！異常處理不是浪費時間！

　　1.C語言異常處理

　　1.1 異常終止

　　標準C庫提供了abort()和exit()兩個函數，它們可以強行終止程序的運行，其聲明處于<stdlib.h>頭文件中。這兩個函數本身不能檢測異常，但在C程序發生異常后經常使用這兩個函數進行程序終止。下面的這個例子描述了exit()的行為：

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#include <stdio.h> #include <stdlib.h> int main(void) { 　exit(EXIT_SUCCESS); 　printf("程序不會執行到這里\n"); 　return 0; }

　　在這個例子中，main函數一開始就執行了exit函數（此函數原型為void exit(int)），因此，程序不會輸出"程序不會執行到這里"。程序中的exit(EXIT_SUCCESS)表示程序正常結束，與之對應的exit(EXIT_FAILURE)表示程序執行錯誤，只能強行終止。EXIT_SUCCESS、EXIT_FAILURE分別定義為0和1。

　　對于exit函數，我們可以利用atexit函數為exit事件"掛接"另外的函數，這種"掛接"有點類似Windows編程中的"鉤子"（Hook）。譬如：

#include <stdio.h> #include <stdlib.h> static void atExitFunc(void) { 　printf("atexit掛接的函數\n"); } int main(void) { 　atexit(atExitFunc); 　exit(EXIT_SUCCESS); 　printf("程序不會執行到這里\n"); 　return 0; }

　　程序輸出"atexit掛接的函數"后即終止。來看下面的程序，我們不調用exit函數，看看atexit掛接的函數會否執行：

#include <stdio.h> #include <stdlib.h> static void atExitFunc(void) { 　printf("atexit掛接的函數\n"); } int main(void) { 　atexit(atExitFunc); 　//exit(EXIT_SUCCESS); 　printf("不調用exit函數\n"); 　return 0; }

　　程序輸出：

　　不調用exit函數

　　atexit掛接的函數

　　這說明，即便是我們不調用exit函數，當程序本身退出時，atexit掛接的函數仍然會被執行。

　　atexit可以被多次執行，并掛接多個函數，這些函數的執行順序為后掛接的先執行，例如：

#include <stdio.h> #include <stdlib.h> static void atExitFunc1(void) { 　printf("atexit掛接的函數1\n"); } static void atExitFunc2(void) { 　printf("atexit掛接的函數2\n"); } static void atExitFunc3(void) { 　printf("atexit掛接的函數3\n"); } int main(void) { 　atexit(atExitFunc1); 　atexit(atExitFunc2); 　atexit(atExitFunc3); 　return 0; }

　　輸出的結果是：

　　　atexit掛接的函數3
　　　atexit掛接的函數2
　　　atexit掛接的函數1

　　在Visual C++中，如果以abort函數（此函數不帶參數，原型為void abort(void)）終止程序，則會在debug模式運行時彈出如圖1所示的對話框。

圖1 以abort函數終止程序

　　1.2 斷言(assert)

　　assert宏在C語言程序的調試中發揮著重要的作用，它用于檢測不會發生的情況，表明一旦發生了這樣的情況，程序就實際上執行錯誤了，例如strcpy函數：

char *strcpy(char *strDest, const char *strSrc) { 　char *address = strDest; 　assert((strDest != NULL) && (strSrc != NULL)); 　while ((*strDest++ = *strSrc++) != ’\0’) 　　; 　return address; }

　　其中包含斷言assert( (strDest != NULL) && (strSrc != NULL) )，它的意思是源和目的字符串的地址都不能為空，一旦為空，程序實際上就執行錯誤了，會引發一個abort。

　　assert宏的定義為：

#ifdef NDEBUG #define assert(exp) ((void)0) #else #ifdef __cplusplus extern "C" { 　#endif 　_CRTIMP void __cdecl _assert(void *, void *, unsigned); 　#ifdef __cplusplus } #endif #define assert(exp) (void)( (exp) || (_assert(#exp, __FILE__, __LINE__), 0) ) #endif /* NDEBUG */

　　如果程序不在debug模式下，assert宏實際上什么都不做；而在debug模式下，實際上是對_assert()函數的調用，此函數將輸出發生錯誤的文件名、代碼行、條件表達式。例如下列程序：

#include <stdio.h> #include <stdlib.h> #include <assert.h> char * myStrcpy( char *strDest, const char *strSrc ) { 　char *address = strDest; 　assert( (strDest != NULL) && (strSrc != NULL) ); 　while( (*strDest++ = *strSrc++) != ’\0’ ); 　　return address; } int main(void) { 　myStrcpy(NULL,NULL); 　return 0; }

　　在此程序中，為了避免我們的strcpy與C庫中的strcpy重名，將其改為myStrcpy。程序的輸出如圖2：

圖2 assert的輸出

　　失敗的斷言也會彈出如圖1所示的對話框，這是因為_assert()函數中也調用了abort()函數。

　　一定要記住的是assert本質上是一個宏，而不是一個函數，因而不能把帶有副作用的表達式放入assert的"參數"中。

　　1.3 errno

　　errno在C程序中是一個全局變量，這個變量由C運行時庫函數設置，用戶程序需要在程序發生異常時檢測之。C運行庫中主要在math.h和stdio.h頭文件聲明的函數中使用了errno，前者用于檢測數學運算的合法性，后者用于檢測I/O操作中（主要是文件）的錯誤，例如：

#include <errno.h> #include <math.h> #include <stdio.h> int main(void) { 　errno = 0; 　if (NULL == fopen("d:\\1.txt", "rb")) 　{ 　　printf("%d", errno); 　} 　else 　{ 　　printf("%d", errno); 　} 　return 0; }

　　在此程序中，如果文件打開失?。╢open返回NULL），證明發生了異常。我們讀取error可以獲知錯誤的原因，如果D盤根目錄下不存在"1.txt"文件，將輸出2，表示文件不存在；在文件存在并正確打開的情況下，將執行到else語句，輸出0，證明errno沒有被設置。

　　Visual C++提供了兩種版本的C運行時庫。-個版本供單線程應用程序調用，另一個版本供多線程應用程序調用。多線程運行時庫與單線程運行時庫的一個重大差別就是對于類似errno的全局變量，每個線程單獨設置了一個。因此，對于多線程的程序，我們應該使用多線程C運行時庫，才能獲得正確的error值。

　　另外，在使用errno之前，我們最好將其設置為0，即執行errno = 0的賦值語句。

　　1.4 其它

　　除了上述異常處理方式外，在C語言中還支持非局部跳轉（使用setjmp和longjmp）、信號（使用signal、raise）、返回錯誤值或回傳錯誤值給參數等方式進行一定能力的異常處理，但是其使用不如1.1~1.3節所介紹方式常用，我們不必過細研究。

　　從以上分析可知，C語言的異常處理是簡單而不全面的。與C++的異常處理比起來，C語言異常處理相形見絀，它就像娘胎里的雛嬰。