用c語言模擬c++的異常處理機制



原文：http://blog.chinaunix.net/uid-10275706-id-3339018.html

起因：在c語言工程代碼當中，常常要處理各種關於異常的處理，每次當程序比較複雜的時候，就必須用好幾個if來嵌套使用，比如

點擊(此處)摺疊或打開

if (xxx)
{
     if(xxx)
     {
     }
      else
       {
             return ERR_NO;
       }
}

這樣的代碼顯得非常混亂，也不容易管理，我一直在尋找能跟c++異常機制類似的功能，如果有這樣的功能，那麼c語言的異常處理不是也很容易打理了麼？

由於c的工程當中一般錯誤都有專有的錯誤列表，所以在這邊，在我們的機制裏我只添加了關於錯誤Id的異常捕捉處理。

思路：

首先，我使用了#define來將c當中沒有的關鍵詞替代，比如try,catch,throw，先想到的是用return,break之類的c語言當中先有的關鍵詞來模擬，這就有了我的第一個版本：

點擊(此處)摺疊或打開

#ifndef EXCEPTION_H
#define EXCEPTION_H
// 一個不成熟的exception機制
typedef unsigned int    ERR_TYPE;

#define NO_ERR 0
static ERR_TYPE err; 
//try-catch-throw錯誤處理機制

#define try do
#define catch(N)
while(0);if(N>=NO_ERR)
#define throw(N)
err=N;break;
#define throwAgain(N)
err=N;return;

#endif

調用實例代碼：

點擊(此處)摺疊或打開

void f(void)
{
    try
    {
        throw(6);
    }
    catch(err)
    {
        throwAgain(err);
    }
}

int main()
{
    try
    {
        f();
    }
    catch(err)
    {
        printf("%d",
err);
    }
}

這個設計的程序有一個很大的問題，那就是它只能在同級的函數下使用try。

這是什麼意思呢？如果我需要這樣使用：

點擊(此處)摺疊或打開

Int main()
{
    Try
    {
     f();
    }
    catch(err)
    {
        printf("%d",
err);
    }
}
Void f()
{
G();
// some codes follows..
}
Void g()
{
    Throw(3);
}

在g（）throw出異常3的時候，main函數沒有辦法直接捕捉，而是必須在f()函數下面繼續執行後面的語句。就是這套設計的機制多個嵌套的函數是沒有辦法實施的。

那麼還有什麼辦法可以解決這個問題呢？Goto可以嗎？不可以，goto也只能在同級的函數下使用。goto是本地的：它只能跳到所在函數內部的標號上，而不能將控制權轉移到所在程序的任意地點 。

最後找到一個方法：

點擊(此處)摺疊或打開

#include <setjmp.h>

int setjmp(jmp_buf env）
Returns: 0 
if called directly, nonzero 
if returning from a call 
to longjmp.
void longjmp(jmp_buf env,
int val);

setjmp 和longjmp這2個函數可以在不同的函數進行跳轉，只要設置他們的上下文，在用longjmp跳轉到這設置好的上下文當中就可以了！！

這2個函數的使用方法：

點擊(此處)摺疊或打開

#include<stdio.h>
#include<setjmp.h>
jmp_buf ebuf;
void f2(void);
int main(void)
{
 int i;
 printf("1");
 i=setjmp(ebuf);
 if(i==0)
 {
   f2();
   printf("This will not be printed.");
}
 printf("%d",i);
 return 0;
}
 void f2(void)
{
 printf("2");
 longjmp(ebuf,3);
}

首先，在函數a裏面setjmp，將當前函數的env都存儲起來，然後在函數b裏面調用longjmp，這樣就會直接跳轉到函數a的setjmp這個地方，longjmp的第二個值作用是在第二次返回a函數的時候setjmp會返回longjmp的第二個參數。

有了這個方法，我們的程序就好設計多了，由於設計多個函數的調用，所以設計的時候使用了鏈表來處理保存每個函數的env。

全部實現代碼如下：

點擊(此處)摺疊或打開

#ifndef LIST_H
#define LIST_H
typedef struct list_head_tag
{
  struct list_head_tag *prev;
  struct list_head_tag *next;
}list_head;

#define list_for_each(pos, head)
\
    for 
( pos = 
(head)->next;
\
          pos !=
(head);
\
          pos = pos->next)

#define list_for_each_safe(pos,pos_next,head)
\
    for 
( pos = 
(head)->next, pos_next
= pos->next;
\
          pos !=
(head);
\
          pos = pos_next, pos_next
= pos->next)

#define list_empty(head)
(head->next
== head)

#define list_entry(ptr, type, member)
((type*)ptr)

#define init_list_head(ptr)
\
    do{\
        (ptr)->prev
= ptr;
\
        (ptr)->next
= ptr;
\
    }while(0)

extern void list_add_before(list_head
*node, list_head
*pos);

extern void list_add_after(list_head 
*node, list_head 
*pos);

extern void list_del(list_head 
*node);
#endif

點擊(此處)摺疊或打開

#include "list.h"
void list_add_before(list_head *node, list_head *pos)
{
node->prev = pos->prev;
node->next = pos;
pos->prev->next = node;
pos->prev = node;
}

void list_add_after(list_head *node, list_head *pos)
{
node->prev = pos;
node->next = pos->next;
pos->next->prev = node;
pos->next = node;
}

void list_del(list_head *node)
{
node->prev->next = node->next;
node->next->prev = node->prev;
}

點擊(此處)摺疊或打開

#ifndef EXC_H
#define EXC_H
char err = -1;
static char isJumpListInit = 0;
//jmp_buf jump_buffer;

typedef struct JumpBufListTag
{
struct list_head_tag list;
jmp_buf jump_buffer;
}JumpBufList, *JumpBufListPtr;

JumpBufList jumplist = {NULL, NULL};
JumpBufListPtr head = &jumplist;
JumpBufListPtr cur = &jumplist;

int SetCurJump(void)
{
JumpBufListPtr newPtr = (JumpBufList*)calloc(sizeof(JumpBufList));

if (!isJumpListInit)
{
init_list_head(&head->list);
isJumpListInit = 1;
}
list_add_after(&newPtr->list, &head->list);
cur = newPtr;
return 0;
}

void JumpCurLong(void)
{
longjmp(cur->jump_buffer, 1);
}

void DestoryCurJumpEnv( void )
{
list_del(&cur->list);
free(cur);
cur = head->list.next;
}
#define try SetCurJump();if(setjmp(cur->jump_buffer) == 0)
#define catch(N) DestoryCurJumpEnv();if(N>=0)
#define throw(N) err=N;JumpCurLong();
#endif

這邊，List.h和list.c摘抄自linux內核代碼。

使用demo代碼：

點擊(此處)摺疊或打開

void h()
{
    throw(7);
}
void e()
{
    h();
}
void g(void)
{
    try
    {
    e();
    printf("g()3");
    }
    catch(err)
    {
        throw(err);
    }
}
int main()
{

    try
    {
        g();

    }
    catch(err)
    {
        printf("%d",
err);
    }
    return 0;
}

這樣，就可以實現一個簡易版本的用c語言模擬c++的錯誤處理異常的機制了。