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C语言的setjmp和longjmp：可以作异常处理

news 来源：原创 2025/5/24 16:28:11

前言

可以把setjmp和longjmp想象成"设置检查点"和"时空穿越"：

setjmp就像在游戏里存档，标记一个位置

longjmp就像读取存档，直接跳回那个位置

这两个函数主要用在什么场景呢？

错误处理：在深层函数中发生错误时，直接跳回到之前设置的处理点

异常处理：在C语言中模拟类似try-catch的功能

协程实现：保存和恢复执行状态

让我写个简单的例子来说明：

示例1:简单的异常处理

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

// 定义一个跳转缓冲区，用来保存"存档点"的状态
jmp_buf jump_buffer;

// 模拟一个可能出错的函数
void deep_function(int value) {
    printf("进入 deep_function，参数值：%d\n", value);
    
    if (value < 0) {
        printf("哎呀，发现负数，准备跳回！\n");
        // 跳回到之前设置的点，并带回错误码1
        longjmp(jump_buffer, 1);
    }
    
    printf("deep_function 正常结束\n");
}

int main() {
    printf("程序开始\n");
    
    // setjmp 返回值很特殊：
    // - 第一次调用时返回0
    // - 从longjmp跳回时返回longjmp设置的值
    int ret = setjmp(jump_buffer);
    
    if (ret == 0) {
        printf("设置跳转点\n");
        // 正常执行流程
        deep_function(-1);  // 传入一个负数
        printf("这行不会被执行到\n");
    } else {
        // 从longjmp跳回后的处理
        printf("跳回到跳转点，错误码：%d\n", ret);
    }
    
    printf("程序结束\n");
    return 0;
}

运行结果会是：

程序开始
设置跳转点
进入 deep_function，参数值：-1
哎呀，发现负数，准备跳回！
跳回到跳转点，错误码：1
程序结束

示例2：稍微复杂的异常处理

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

// 定义错误类型
#define ERR_FILE_NOT_FOUND 1
#define ERR_INVALID_DATA   2

// 全局跳转缓冲区
jmp_buf error_jump_buffer;

// 模拟抛出异常
void throw_error(int error_code) {
	longjmp(error_jump_buffer, error_code);
}

// 模拟文件操作
void read_file(const char* filename) {
	printf("尝试读取文件：%s\n", filename);
	
	// 模拟文件不存在
	if (strcmp(filename, "not_exist.txt") == 0) {
		printf("文件不存在！\n");
		throw_error(ERR_FILE_NOT_FOUND);
	}
	
	// 模拟文件数据无效
	if (strcmp(filename, "invalid.txt") == 0) {
		printf("文件数据无效！\n");
		throw_error(ERR_INVALID_DATA);
	}
	
	printf("文件读取成功\n");
}

// 模拟处理文件
void process_file(const char* filename) {
	printf("\n开始处理文件：%s\n", filename);
	
	// 设置错误处理点
	int error_code = setjmp(error_jump_buffer);
	
	if (error_code == 0) {
		// 正常执行流程
		read_file(filename);
		printf("文件处理完成\n");
	} else {
		// 错误处理
		switch (error_code) {
		case ERR_FILE_NOT_FOUND:
			printf("错误处理：文件未找到\n");
			break;
		case ERR_INVALID_DATA:
			printf("错误处理：无效数据\n");
			break;
			default:
				printf("错误处理：未知错误 %d\n", error_code);
		}
	}
}

int main() {
	// 测试不同情况
	process_file("normal.txt");      // 正常文件
	process_file("not_exist.txt");   // 不存在的文件
	process_file("invalid.txt");     // 无效数据的文件
	
	return 0;
}