面对'错误'的抉择

十一月 13, 2007

大凡写程序者，都会遇到错误；
大凡写程序者也都知道两种错误处理的机制：传统的'错误码返回机制'和'面向对象语言引入的异常处理机制'。

人们常常会在这两种机制之间徘徊不定，难以抉择。但有两类人大可不必为此头痛，他们是坚决只使用'错误码返回机制'的人，和坚决只使用'异常处理机制'的人。而苦就苦了摇摆在中间，思索不定的那些人了。这群人有一个特点就是不停的问："什么是异常？什么时候该使用错误码返回？什么时候又要用标准的异常处理机制呢？内存不足是不是异常？网络瘫痪是不是异常？用户输入id的超出了允许的长度该如何处理？"等
等诸如此类的问题。

我一直使用C，C没有像C++、Java、Ruby那样提供标准的异常处理机制，C只是提供了setjmp和longjmp这样的粗糙的甚至让很多新人觉得迷惑的调用接口，所以到目前为止，我还没有真正用过"异常处理"来写过代码。直到我看到"David Hanson "的"c interfaces and implementations(C语言接口与实现)"中第4章封装的C的异常处理宏。看完后我有些迷惑。迷惑的不是这组宏有什么精湛技艺，而是他破坏了以前我对错误处理的单一使用错误码返回的想法，他又给了我一个选择：使用异常处理。而多了一种选择之后，我也陷入徘徊不定中。只能反复的一遍又一遍的看和回味Hanson在这章起始的那段关于错误分类的描述和理解，以寻求在返回错误码和使用异常处理之间的平衡。

Hanson将错误分为三类：
用户错误，就是由用户的不正确输入引起的，对于此类错误的态度是：函数必须处理错误并返回错误代码。
//testusererr.c
int main(int argc, char *argv[]) {
if (argc <= 1) {
printf("you should input at leaset an argument!\n");
return 1;
}

int i = atoi(argv[1]);

if (i < 5) {
printf("i should be more than 5.\n");
return 2;
}

return 0;
}

上述的例子仅是一个程序接收用户的输入，并对其输入错误进行处理。

那么对于一个功能接口而言，对其参数是否都要做类似处理呢？通常来说在我们系统中除了针对用户的接口需要进行外，其他的接口都是内部调用的，比如库，库提供了接口同时也隐含了某种约定。我们作为程序员在使用库的时候都会遵守约定。但是这是不是这些库接口就不用对其接口参数进行任何处理了呢。一般我们会在接口的入口处加上断言。这就是我们要说的第二种错误–可检查的运行时错误。

按照Hanson的说法，可检查的运行时错误不是用户错误，上面已经说了，程序员已经按照约定传入了适当的参数，那么一旦出现错误，这个错误是从何而来的呢？可检查的运行时错误恰恰是揭示了程序的漏洞，他们不可预料，通常遇到此类错误，应用程序一般将无法恢复。看下面的例子：

//testcheckedrterr.c
#include
#include

#define MY_MAGIC 0×19210723

struct Foo {
int i;
char id[22];
#ifdef _DEBUG
unsigned int magic;
#endif

};

void check_foo(const struct Foo *foo) {
assert(foo != NULL);
#ifdef _DEBUG
assert(foo->magic == MY_MAGIC);
#endif
;
}

int main() {
struct Foo foo;
foo.i = 13;
#ifdef _DEBUG
foo.magic = MY_MAGIC;
#endif
strcpy(foo.id, "this will cause an overflow");

check_foo(&foo);
}

gcc -D_DEBUG -g *.c
执行的结果：
Assertion failed: foo->magic == MY_MAGIC, file testcheckedrterr.c, line 20
退出 (（主存储器）信息转储)

这里程序的确是按照check_foo的需要的参数提供了参数，只是没有预料到，程序存在栈溢出，对于这种运行时错误，在check_foo中我们使用了断言。断言一般都是无法恢复的，直接的结果就是程序退出。

异常，第三类错误，极少出现，可能不可预测，但有可能从中恢复的错误。如：内存不足、网络瘫痪、磁盘空间满等。按照Hanson的经验，由于异常发生很少，很多可能发生此类异常的函数都是没有返回值的。这时是采用异常处理机制的好时机。

说到这，也许还只是停留在说教上，也许开头提到的那些疑问仍然无法回答。我想什么样的回答都不能令所有人满意，自己在项目中摸索理解吧。其实永远没有绝对的事情，你大可在程序中丝毫不考虑使用异常机制。