【C语言基础】C语言异常捕获机制 - setjmp

C语言异常捕获机制 - setjmp

快速入门

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介绍

C语言没有C++或Java的异常捕获机制，但可以通过setjmp/longjmp实现类似的效果：

使用setjmp保存当前执行环境到jmp_buf，然后默认返回0。
程序继续执行，到某个地方调用longjmp，传入上面保存的jmp_buf，以及另一个整形值（我们称他为异常码）。
此时执行点又回到调用setjmp的返回处，且返回值变成longjmp设置的值
可以实现跨函数跳转

注意：

使用gcc或者clang优化编译的时候，可能导致结果不符合预期。可以参考某大神的示例代码。因此不推荐时候，异常捕获最好还是直接使用返回值形式进行调用。https://gist.github.com/nnkken/8aea1eaf1e43a963a9309c98ae4f891e
此外，setjmp只能设置最近一次执行环境，而且longjmp也只能是回到上一次设置setjmp中，因此并不支持设置多个执行环境

数据与接口

头文件

#include <setjmp.h>

数据

环境堆栈类型 : jmp_buf

接口

设置环境堆栈 int setjmp( jmp_buf env );
跳转至环境堆栈并返回指定值 void longjmp( jmp_buf env, int value );

接口介绍

setjmp

setjmp函数用于保存程序的运行时的堆栈环境，接下来的其它地方，你可以通过调用longjmp函数来恢复先前被保存的程序堆栈环境。当 setjmp和longjmp组合一起使用时，它们能提供一种在程序中实现“非本地局部跳转”（“non-local goto”）的机制。并且这种机制常常被用于来实现，把程序的控制流传递到错误处理模块之中；或者程序中不采用正常的返回（return）语句，或函数的正常调用等方法，而使程序能被恢复到先前的一个调用例程（也即函数）中。

对setjmp函数的调用时，会保存程序当前的堆栈环境到env参数中；接下来调用longjmp时，会根据这个曾经保存的变量来恢复先前的环境，并且当前的程序控制流，会因此而返回到先前调用setjmp时的程序执行点。此时，在接下来的控制流的例程中，所能访问的所有的变量（除寄存器类型的变量以外），包含了longjmp函数调用时，所拥有的变量。

longjmp

longjmp函数用于恢复先前程序中调用的setjmp函数时所保存的堆栈环境。setjmp和longjmp组合一起使用时，它们能提供一种在程序中实现“非本地局部跳转”（“non-local goto”）的机制。并且这种机制常常被用于来实现，把程序的控制流传递到错误处理模块，或者不采用正常的返回（return）语句，或函数的正常调用等方法，使程序能被恢复到先前的一个调用例程（也即函数）中。

对setjmp函数的调用时，会保存程序当前的堆栈环境到env参数中；接下来调用longjmp时，会根据这个曾经保存的变量来恢复先前的环境，并且因此当前的程序控制流，会返回到先前调用setjmp时的执行点。此时，value参数值会被setjmp函数所返回，程序继续得以执行。并且，在接下来的控制流的例程中，它所能够访问到的所有的变量（除寄存器类型的变量以外），包含了longjmp函数调用时，所拥有的变量；而寄存器类型的变量将不可预料。setjmp函数返回的值必须是非零值，如果longjmp传送的value参数值为0，那么实际上被setjmp返回的值是1。

伪代码

res = setjmp(env);
if (res == 0) {try dosomething...(contain longjmp)
} else {exception dosomething...
}

示例：比大小

#include <stdio.h>
#include <setjmp.h>#define CORRECT_NUM 5
jmp_buf g_env;void err_1(void)
{printf("raise err 1: num is small\n");longjmp(g_env, 1);
}void err_2(void)
{printf("raise err 2: num is large\n");longjmp(g_env, 2);
}void work_func(int num)
{if (num == CORRECT_NUM) {printf("num is correct\n");} else if (num < CORRECT_NUM) {err_1();} else {err_2();}
}int main() {int num;scanf("%d", &num);int res = setjmp(g_env);if (res == 0) {/* try */work_func(num);} else {/* exception */printf("res = %d\n", res);}return 0;
}