Visual C++中的异常处理浅析

　　在进入正式的讲解之前，先说几句废话。许多的编程新手对异常处理视而不见，程序里很少考虑异常情况。一部分人甚至根本就不考虑，以为程序总是能以正确的途径运行。譬如我们有的程序设计者调用fopen打开一个文件后，立马就开始进行读写操作，根本就不考虑文件是否正常打开了。这种习惯一定要改掉，纵使你再不愿意！这是软件健壮性的需要！异常处理不是浪费时间！

　　1.C语言异常处理

　　1.1 异常终止

　　标准C库提供了abort()和exit()两个函数，它们可以强行终止程序的运行，其声明处于<stdlib.h>头文件中。这两个函数本身不能检测异常，但在C程序发生异常后经常使用这两个函数进行程序终止。下面的这个例子描述了exit()的行为：

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#include <stdio.h> #include <stdlib.h> int main(void) { 　exit(EXIT_SUCCESS); 　printf("程序不会执行到这里\n"); 　return 0; }

　　在这个例子中，main函数一开始就执行了exit函数（此函数原型为void exit(int)），因此，程序不会输出"程序不会执行到这里"。程序中的exit(EXIT_SUCCESS)表示程序正常结束，与之对应的exit(EXIT_FAILURE)表示程序执行错误，只能强行终止。EXIT_SUCCESS、EXIT_FAILURE分别定义为0和1。

　　对于exit函数，我们可以利用atexit函数为exit事件"挂接"另外的函数，这种"挂接"有点类似Windows编程中的"钩子"（Hook）。譬如：

#include <stdio.h> #include <stdlib.h> static void atExitFunc(void) { 　printf("atexit挂接的函数\n"); } int main(void) { 　atexit(atExitFunc); 　exit(EXIT_SUCCESS); 　printf("程序不会执行到这里\n"); 　return 0; }

　　程序输出"atexit挂接的函数"后即终止。来看下面的程序，我们不调用exit函数，看看atexit挂接的函数会否执行：

#include <stdio.h> #include <stdlib.h> static void atExitFunc(void) { 　printf("atexit挂接的函数\n"); } int main(void) { 　atexit(atExitFunc); 　//exit(EXIT_SUCCESS); 　printf("不调用exit函数\n"); 　return 0; }

　　程序输出：

　　不调用exit函数

　　atexit挂接的函数

　　这说明，即便是我们不调用exit函数，当程序本身退出时，atexit挂接的函数仍然会被执行。

　　atexit可以被多次执行，并挂接多个函数，这些函数的执行顺序为后挂接的先执行，例如：

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

　　输出的结果是：

　　　atexit挂接的函数3
　　　atexit挂接的函数2
　　　atexit挂接的函数1

　　在Visual C++中，如果以abort函数（此函数不带参数，原型为void abort(void)）终止程序，则会在debug模式运行时弹出如图1所示的对话框。

图1 以abort函数终止程序

　　1.2 断言(assert)

　　assert宏在C语言程序的调试中发挥着重要的作用，它用于检测不会发生的情况，表明一旦发生了这样的情况，程序就实际上执行错误了，例如strcpy函数：

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

　　其中包含断言assert( (strDest != NULL) && (strSrc != NULL) )，它的意思是源和目的字符串的地址都不能为空，一旦为空，程序实际上就执行错误了，会引发一个abort。

　　assert宏的定义为：

#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宏实际上什么都不做；而在debug模式下，实际上是对_assert()函数的调用，此函数将输出发生错误的文件名、代码行、条件表达式。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，为了避免我们的strcpy与C库中的strcpy重名，将其改为myStrcpy。程序的输出如图2：

图2 assert的输出

　　失败的断言也会弹出如图1所示的对话框，这是因为_assert()函数中也调用了abort()函数。

　　一定要记住的是assert本质上是一个宏，而不是一个函数，因而不能把带有副作用的表达式放入assert的"参数"中。

　　1.3 errno

　　errno在C程序中是一个全局变量，这个变量由C运行时库函数设置，用户程序需要在程序发生异常时检测之。C运行库中主要在math.h和stdio.h头文件声明的函数中使用了errno，前者用于检测数学运算的合法性，后者用于检测I/O操作中（主要是文件）的错误，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，如果文件打开失败（fopen返回NULL），证明发生了异常。我们读取error可以获知错误的原因，如果D盘根目录下不存在"1.txt"文件，将输出2，表示文件不存在；在文件存在并正确打开的情况下，将执行到else语句，输出0，证明errno没有被设置。

　　Visual C++提供了两种版本的C运行时库。-个版本供单线程应用程序调用，另一个版本供多线程应用程序调用。多线程运行时库与单线程运行时库的一个重大差别就是对于类似errno的全局变量，每个线程单独设置了一个。因此，对于多线程的程序，我们应该使用多线程C运行时库，才能获得正确的error值。

　　另外，在使用errno之前，我们最好将其设置为0，即执行errno = 0的赋值语句。

　　1.4 其它

　　除了上述异常处理方式外，在C语言中还支持非局部跳转（使用setjmp和longjmp）、信号（使用signal、raise）、返回错误值或回传错误值给参数等方式进行一定能力的异常处理，但是其使用不如1.1~1.3节所介绍方式常用，我们不必过细研究。

　　从以上分析可知，C语言的异常处理是简单而不全面的。与C++的异常处理比起来，C语言异常处理相形见绌，它就像娘胎里的雏婴。