从零实现C语言异常捕获：try-catch组件详解

后端

2024-02-12 15:37:38

引入setjmp和longjmp

在C语言标准库中，并没有直接提供如Java或C#那样的异常处理机制（try-catch）。不过，可以通过使用<setjmp.h>头文件中的两个函数——setjmp和longjmp来实现类似于try-catch的功能。

setjmp与longjmp的原理

int setjmp(jmp_buf env);
- 当首次调用时，此函数会保存当前程序的状态，并将这个状态存储在环境变量env中。同时它返回0。
void longjmp(jmp_buf env, int val);
- 当执行到longjmp时，程序将会恢复之前通过setjmp保存的环境。而且控制流会立即跳转回setjmp被调用的地方，并且setjmp会以指定的val作为其返回值。

实现try-catch

要实现类似异常捕获的机制，可以利用上述两个函数来模拟C++或Java中的try-catch结构。

示例代码

#include <stdio.h>
#include <setjmp.h>

// 定义一个环境变量用于保存程序状态
jmp_buf exception_env;

void do_risky_operation() {
    // 模拟某种可能出错的操作
    int result = 10 / 0;  // 这里会引起除零错误，模拟异常抛出
    if (result == 0) {   // 如果发生异常，则跳转回try块的开始位置
        longjmp(exception_env, 1);  // 通过环境变量恢复之前保存的状态并返回到setjmp调用的位置
    }
}

void catch_exception() {
    printf("捕捉到一个异常！\n");
}

int main() {
    if (setjmp(exception_env) == 0) {  // 设置跳转点，如果没发生错误则直接继续执行
        do_risky_operation();
    } else {  // 如果发生了异常，通过longjmp返回，则进入这里处理异常情况
        catch_exception();
    }
    return 0;
}