31.错误处理

C 语言不提供对错误处理的直接支持，但是作为一种系统编程语言，它以返回值的形式允许您访问底层数据。在发生错误时，大多数的 C 或 UNIX 函数调用返回 1 或 NULL，同时会设置一个错误代码 errno，该错误代码是全局变量，表示在函数调用期间发生了错误。您可以在 errno.h 头文件中找到各种各样的错误代码。

所以，C 程序员可以通过检查返回值，然后根据返回值决定采取哪种适当的动作。开发人员应该在程序初始化时，把 errno 设置为 0，这是一种良好的编程习惯。0 值表示程序中没有错误。

• errno、perror() 和 strerror()

C 语言提供了 perror() 和 strerror() 函数来显示与 errno 相关的文本消息。

• perror() 函数显示您传给它的字符串，后跟一个冒号、一个空格和当前 errno 值的文本表示形式。
• strerror() 函数，返回一个指针，指针指向当前 errno 值的文本表示形式。

让我们来模拟一种错误情况，尝试打开一个不存在的文件。您可以使用多种方式来输出错误消息，在这里我们使用函数来演示用法。另外有一点需要注意，您应该使用 stderr 文件流来输出所有的错误。

#include <stdio.h>
#include <errno.h>
#include <string.h>


/*
extern:声明外部变量或函数
errno 变量不是在此处定义的，而是在某个.c文件（通常是C标准库的实现文件）中定义的。
当前文件（包含此头文件的代码）可以使用这个变量，但不会重新创建它。
*/
extern int errno;  // 只是一个声明，不会创建变量 

int main()
{
  FILE *pf;
  int errnum;
  pf = fopen("unexist.txt", "rb");
  if (pf == NULL)
  {
    errnum = errno;
    fprintf(stderr, "错误号: %d\n", errno);   // errno：是C标准库errno.h中的错误号、errno = 2 表示文件不存在：这是由操作系统定义的
    perror("通过 perror 输出错误\n");
    fprintf(stderr,"打开文件错误: %s\n", strerror( errnum ));
  }
  else
  {
    fclose(pf);
  }
  
  return 0;
}

#输出
错误号: 2
通过 perror 输出错误: No such file or directory
打开文件错误: No such file or directory

• errno

一个全局整型变量，记录最近一次系统调用或库函数调用的错误代码
定义在<errno.h>中
常见错误号：
EACCES(13): 权限不足
ENOENT(2): 文件或目录不存在
EINTR(4): 系统调用被中断

• stderr

标准错误输出流
与stdout的区别：
stdout是缓冲输出，stderr是无缓冲输出
通常建议将错误信息输出到stderr
可以通过重定向分开处理(如./a.out > output.log 2> error.log)

• strerror

函数原型：char *strerror(int errnum)
将错误号转换为描述性字符串
线程安全版本是strerror_r

• perror

函数原型：void perror(const char *s)
自动将当前errno对应的描述追加到给定字符串后x`
相当于fprintf(stderr, "%s: %s\n", s, strerror(errno))

• 被零除的错误

在进行除法运算时，如果不检查除数是否为零，则会导致一个运行时错误。
为了避免这种情况发生，下面的代码在进行除法运算前会先检查除数是否为零：

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
 
int main()
{
   int dividend = 20;
   int divisor = 0;
   int quotient;
 
   if( divisor == 0){
      fprintf(stderr, "除数为 0 退出运行...\n");
      exit(-1);
   }
   quotient = dividend / divisor;
   fprintf(stderr, "quotient 变量的值为 : %d\n", quotient );
 
   exit(0);
}

#输出
除数为 0 退出运行...

• 程序退出状态

通常情况下，程序成功执行完一个操作正常退出的时候会带有值 EXIT_SUCCESS。在这里，EXIT_SUCCESS 是宏，它被定义为 0。
如果程序中存在一种错误情况，当您退出程序时，会带有状态值 EXIT_FAILURE，被定义为 -1。所以，上面的程序可以写成：

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
 
int main()
{
   int dividend = 20;
   int divisor = 5;
   int quotient;
 
   if( divisor == 0){
      fprintf(stderr, "除数为 0 退出运行...\n");
      exit(EXIT_FAILURE);
   }
   quotient = dividend / divisor;
   fprintf(stderr, "quotient 变量的值为: %d\n", quotient );
 
   exit(EXIT_SUCCESS);
}

#输出
quotient 变量的值为 : 4