Обработка ошибок в C: Пособие для начинающих

Здравствуйте, молодой программист! Добро пожаловать в fascinирующий мир программирования на языке C. Сегодня мы рассмотрим важную тему, которая поможет вам писать более устойчивый и надежный код: обработка ошибок. Не волнуйтесь, если вы еще ни разу не писали строку кода — я проведу вас через это шаг за шагом, как я делал это для countless студентов на протяжении многих лет преподавания. Так что возьмите кружку вашего любимого напитка и погружайтесь с нами!

C - Error Handling

Что такое обработка ошибок?

Прежде чем мы углубимся в детали, давайте поймем, что такое обработка ошибок. Представьте, что вы печете торт (мм... торт!). Что произойдет, если вы случайно используете соль вместо сахара? Результат будет quite неприятным, верно? В программировании ошибки resemble использование неправильного ингредиента — они могут сделать наше приложение ведут себя непредсказуемо или даже аварийно завершить работу. Обработка ошибок — это наш способ обнаружения этих "неправильных ингредиентов" и优雅ного обращения с ними.

Теперь давайте рассмотрим различные инструменты, которые C предоставляет нам для обработки ошибок.

Переменная `errno`

Переменная errno resembles маленького гонца в вашем C-программе. Когда что-то идет не так, он несет код ошибки, чтобы сообщить вам, что произошло. Она определена в файле <errno.h>, который вам нужно включить в вашу программу, чтобы использовать его.

Вот простой пример:

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

int main() {
FILE *file = fopen("non_existent_file.txt", "r");
if (file == NULL) {
printf("Error opening file: %d\n", errno);
}
return 0;
}

В этом коде мы пытаемся открыть файл, который не существует. Когда fopen fails, он устанавливает errno в определенное значение. Затем мы выводим это значение.

Когда вы запустите эту программу, вы можете увидеть вывод, resembling:

Error opening file: 2

Число 2 — это код ошибки для "No such file or directory". Разные ошибки имеют разные коды, что带领 нас к нашему следующему инструменту...

Функция `perror()`

Хотя коды ошибок полезны, они не очень удобны для людей. Вот где perror() comes in. Это resembles переводчиком, который преобразует коды ошибок в читаемые сообщения.

Давайте изменим наш предыдущий пример:

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

int main() {
FILE *file = fopen("non_existent_file.txt", "r");
if (file == NULL) {
perror("Error opening file");
}
return 0;
}

Теперь, когда вы запустите это, вы увидите что-то resembling:

Error opening file: No such file or directory

Much better, right? perror() автоматически использует значение в errno для генерации подходящего сообщения об ошибке.

Функция `strerror()`

Иногда вам может понадобиться получить сообщение об ошибке в виде строки, чтобы использовать его в вашей собственной пользовательской обработке ошибок. Вот где strerror() comes in handy. Она определена в <string.h>.

Вот как вы можете использовать ее:

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

int main() {
FILE *file = fopen("non_existent_file.txt", "r");
if (file == NULL) {
printf("Custom error message: %s\n", strerror(errno));
}
return 0;
}

Это выведет:

Custom error message: No such file or directory

Функция `ferror()`

Теперь давайте поговорим о файлах. При работе с файлами могут возникать ошибки во время чтения или записи. Функция ferror() помогает нам обнаружить эти ошибки.

Вот пример:

#include <stdio.h>

int main() {
FILE *file = fopen("test.txt", "r");
if (file == NULL) {
perror("Error opening file");
return 1;
}

char c;
while ((c = fgetc(file)) != EOF) {
putchar(c);
}

if (ferror(file)) {
printf("An error occurred while reading the file.\n");
}

fclose(file);
return 0;
}

В этом примере мы читаем файл символ за символом. После того, как мы закончили, мы используем ferror() для проверки, возникали ли ошибки в процессе чтения.

Функция `clearerr()`

Иногда вы можете захотеть清除 индикаторы ошибок для файлового потока. Вот где clearerr() comes in. Это resembles давать вашему файловому потоку новый старт.

Вот как вы можете использовать его:

#include <stdio.h>

int main() {
FILE *file = fopen("test.txt", "r");
if (file == NULL) {
perror("Error opening file");
return 1;
}

// Simulate an error by reading past the end of the file
fseek(file, 0, SEEK_END);
fgetc(file);

if (ferror(file)) {
printf("An error occurred.\n");
clearerr(file);
printf("Error indicator cleared.\n");
}

if (!ferror(file)) {
printf("No error indicator set.\n");
}

fclose(file);
return 0;
}

В этом примере мы специально вызываем ошибку, читая за пределами конца файла. Затем мы используем clearerr() для清除 индикатора ошибки.

Ошибки деления на ноль

Last but not least, давайте поговорим о common error в математике и программировании: деление на ноль. В C деление на ноль не выбрасывает ошибку по умолчанию, но может привести к неопределенному поведению.

Вот пример того, как мы можем обрабатывать это:

#include <stdio.h>

int safe_divide(int a, int b, int *result) {
if (b == 0) {
return -1;  // Код ошибки для деления на ноль
}
*result = a / b;
return 0;  // Успех
}

int main() {
int a = 10, b = 0, result;
int status = safe_divide(a, b, &result);

if (status == -1) {
printf("Error: Division by zero!\n");
} else {
printf("%d / %d = %d\n", a, b, result);
}

return 0;
}

В этом примере мы создали функцию safe_divide, которая проверяет деление на ноль перед выполнением деления. Если b равен нулю, она возвращает код ошибки.

Итог

Давайте подведем итоги методов обработки ошибок, которые мы изучили:

Метод	Описание
errno	Переменная, хранящая коды ошибок
perror()	Выводит описательное сообщение об ошибке
strerror()	Возвращает строку, описывающую код ошибки
ferror()	Проверяет, occurred ли ошибка в потоке
clearerr()	Clears индикаторы ошибок для потока
Пользовательские функции	Создание собственной обработки ошибок для конкретных случаев (например, деление на ноль)

Remember, хорошая обработка ошибок resembles ношение ремня безопасности при вождении — она может показаться ненужной большую часть времени, но когда что-то идет не так, вы будете рады, что у вас она есть. Поскольку вы продолжаете свое путешествие в программировании на языке C, всегда помните о обработке ошибок. Она сделает ваши программы более устойчивыми и удобными для пользователя.

Счастливого кодирования, будущие программисты! И помните, в программировании, как и в жизни, ошибки не resemble провалами — они resemble возможностью учиться и улучшаться. Принимайте их, обрабатывайте их и продолжайте программировать!

Credits: Image by storyset

Предыдущий учебник:

C - Классы хранения

Следующий учебник:

C - Переменные аргументы