标准C库函数之perror()、strerror()，以及他们之间各种的优缺点（打印错误信息）
前言
如果，想要深入的学习标准C库中perror、strerror函数，还是需要去自己阅读Linux系统中的帮助文档。
具体输入命令：
man 3 perror
man 3 strerror
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即可查阅到完整的资料信息。
perror函数
perror函数是C语言标准库中的一个函数，用于在发生系统调用错误时输出有关错误信息的描述。该函数定义在stdio.h头文件中。perror根据传入的参数（通常是一个字符串）生成一个描述性的错误消息，然后将这个消息输出到标准错误流(stderr)。
函数原型如下：
#include <stdio.h> //使用此函数需引入此头文件
void perror(const char *str);
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参数：
str：一个指向常量字符的指针，用于提供上下文信息。在输出错误消息时，这个字符串将作为错误消息的前缀（也就是说，你可以手动的去描述这个错误是怎么发生的）。
perror的工作原理：当一个系统调用或库函数发生错误时，通常会将全局变量errno设置为一个特定的错误码。perror函数读取errno的值，并根据这个值生成相应的错误描述。然后，将错误描述与传入的字符串参数拼接，并输出到标准错误流。
使用示例：
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
int main() {
FILE *file_ptr;
file_ptr = fopen("non_existent_file.txt", "r");
if (file_ptr == NULL) {perror("Error opening file");return 1;
}// ... 其他操作 ...fclose(file_ptr);
return 0;
}
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在上面的示例中，当试图打开一个不存在的文件时，fopen函数会返回NULL，并将errno设置为一个特定的错误码。
调用perror函数输出类似于以下内容的错误消息：
Error opening file: No such file or directory
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这里的"Error opening file"是传入的字符串参数，而"No such file or directory"是由perror根据errno值生成的描述性错误信息。
strerror 函数
strerror函数是标准C库中的一种函数，它用于生成描述错误代码的字符串。这个函数在string.h头文件中定义。
这个函数的原型是：
#include <string.h> //使用此函数需引入此头文件
char *strerror(int errnum);
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参数：
该函数接受一个整数errnum作为参数，这个参数通常是一个错误代码，比如你可能从某些函数（如open或read）中得到这样的错误代码。
返回值：
函数会返回一个指向描述该错误的字符串的指针。这个字符串可以用来打印错误消息，使得用户能够理解发生了什么问题。
例如，你可以这样使用strerror：
#include <stdio.h>
#include <string.h>
#include <errno.h>
int main() {
FILE *file = fopen(“non_existent_file.txt”, “r”);
if (file == NULL) {
printf(“打开文件出错: %s\n”, strerror(errno));
return 1;
}
// 做一些处理
fclose(file);
return 0;
}
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在这个例子中，如果文件不存在，fopen会返回NULL，并将errno设置为表示错误的值。然后，我们可以使用strerror来获取并打印描述这个错误的消息。
需要注意的是，strerror返回的字符串是静态分配的，不需要（也不应该）被手动释放。此外，因为strerror返回的是静态数据，所以它不是线程安全的。在多线程环境中，你可能需要使用strerror_r，这个函数有一个额外的参数用于存储结果，可以避免竞态条件。
另外，也应该注意strerror可能不会知道所有可能的错误代码。如果你传递一个它不认识的错误代码，它可能会返回一个消息说这个错误未知。
strerror()函数与perror()函数各种的优缺点
strerror
优点：
灵活性：strerror返回一个字符串，这使得你可以自由地使用这个字符串。例如，你可以将其存储，发送给用户，或者记录到日志中。
自定义错误消息：可以通过与其他字符串拼接，创建定制的错误消息。
缺点：
需要手动处理错误消息：在打印错误消息时，需要手动处理错误消息的格式化和输出。
非线程安全：strerror在多线程环境中可能会产生问题，因为它返回静态内存中的字符串。如果你需要线程安全，需要使用strerror_r版本。
perror
优点：
简单易用：perror在打印错误消息时无需处理错误消息的格式化和输出，使得错误处理代码更加简洁。
自动生成错误消息：它自动地在你提供的自定义消息后添加一个描述错误的消息。
缺点：
不够灵活：perror总是将错误消息输出到标准错误输出。如果你需要将错误消息发送到其他地方，你就无法使用perror。
缺乏自定义：虽然你可以提供自定义消息，但perror控制的消息格式有限。如果你需要更特殊的格式，可能需要使用strerror。
总的来说，选择使用哪一个函数取决于你的需求。如果你需要处理错误消息，例如将其发送到特定的日志系统，或者创建定制的错误消息，那么strerror可能是更好的选择。如果你只需要快速地向用户报告错误，并且默认的格式足够好，那么perror可能是更好的选择。
strerror_r 函数
strerror_r函数是标准C库中的另一种处理错误的函数，它与strerror函数类似，但具有线程安全性。
在标准C库中，strerror_r函数有两个不同的实现：POSIX和GNU。它们具有不同的原型和行为，我将分别介绍它们。
POSIX版本的strerror_r
POSIX版本的strerror_r的原型如下：
int strerror_r(int errnum, char *buf, size_t buflen);
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这个函数接受三个参数：
errnum：错误码。
buf：用于存储错误消息的缓冲区。
buflen：缓冲区的大小。
返回值
函数的返回值是一个整数，表示操作的成功与否。如果返回值为0，表示成功获取错误消息；如果返回值为正数，表示错误码无效，无法获取错误消息；如果返回值为负数，表示发生了错误。
需要注意的是，POSIX版本的strerror_r函数的行为和strerror函数略有不同。它不返回一个静态字符串指针，而是将错误消息复制到提供的缓冲区中。因此，这个函数是线程安全的，因为它使用了用户提供的缓冲区。
GNU版本的strerror_r
GNU版本的strerror_r的原型如下：
char *strerror_r(int errnum, char *buf, size_t buflen);
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这个函数接受三个参数：
errnum：错误码。
buf：用于存储错误消息的缓冲区。
buflen：缓冲区的大小。
返回值
函数的返回值是一个指向错误消息字符串的指针。与strerror函数不同，GNU版本的strerror_r并不返回静态分配的字符串，而是将错误消息复制到提供的缓冲区中，并返回指向缓冲区的指针。
这个版本的strerror_r在多线程环境中是安全的，因为它将错误消息存储在用户提供的缓冲区中，而不是使用静态内存。
需要注意的是，GNU版本的strerror_r与POSIX版本的返回类型和行为不同。在GNU版本中，返回值始终是指向错误消息字符串的指针，不论操作是否成功。
使用哪个版本取决于在编译时使用的特性测试宏。如果定义了 _POSIX_C_SOURCE，则使用 XSI-compliant version，否则使用 GNU-specific version。这也是为什么 strerror_r 函数在不同的系统和设置中可能有不同的行为。
总结
在我们的讨论中，我们涉及了以下内容：
strerror函数：它是标准C库中的函数，用于生成描述错误代码的字符串。它接受一个错误码作为参数，并返回一个描述错误的字符串。这个字符串可以用于打印错误消息或其他需要错误描述的场景。
perror函数：它也是标准C库中的函数，用于报告错误消息。它会打印你提供的自定义消息，后跟一个冒号、一个空格，然后是描述当前错误的消息。它的优点是简单易用，适用于快速报告错误的场景。
strerror_r函数：它是标准C库中的函数，用于获取描述错误代码的字符串，同时具备线程安全性。它有两个不同的实现：POSIX和GNU。POSIX版本将错误消息复制到用户提供的缓冲区中，并返回一个表示操作成功与否的整数。而GNU版本将错误消息复制到用户提供的缓冲区中，并返回指向缓冲区的指针。
总体而言，strerror函数和strerror_r函数用于获取描述错误的字符串，而perror函数用于报告错误消息。选择使用哪个函数取决于你的需求和编程环境，例如需要灵活性、自定义错误消息还是线程安全性。
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