如何在 C 和 C++ 中捕获运行时错误？

Question

就像修改CONST int一样，

我可以注册一个特定的 function 来处理运行时错误，这样这种操作就会失败而不是终止应用程序吗？

Answer 1

如果您的意思是 C++，则有一个名为runtime_error的异常 class 。 您可以使用 catch 子句捕获它：

catch(std::runtime_error& e) {}

但是，C 和 C++ 中的许多事情（例如修改 const int）会导致未定义的行为。 您无法在运行时捕获它们。 您无法捕获它们，因为没有抛出异常（从技术上讲，任何事情都可能发生，包括抛出异常（仅限 C++），但这不是您可以或不应该希望的）。

解决方案是编写干净安全的代码。 为此，许多书中列出了许多建议。 :)

Answer 2

根据规范，修改const是“未定义的行为”，因此编译器可以做任何事情。 在实践中，许多实现有时会为此类代码生成运行时错误，但很多不会。 它通常取决于程序的性质。 这是一个插图：

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

typedef int (*fn)(const char *);

extern const fn global_fn_ptr;
extern const char global_string[];
const fn global_fn_ptr = puts;
const char global_string[] = "hello";

int main(int argc, char *argv[])
{
    puts("Setting global_fn_ptr to NULL");
    *(fn *)&global_fn_ptr = NULL;
    puts("Setting string to \"bye\"");
    strcpy((char *)global_string, "bye");
    return 0;
}

在我的系统上，我通过修改字符串获得了 SIGBUS，但修改 function 工作正常。 这是由于 function 指针的特殊性质，其值并不总是在运行时确定，因此该值必须存储在可写的 memory 中。

在 C++ 中捕获 SIGBUS 或 SIGSEGV 并将其转换为异常通常是不安全的。 从信号处理程序中正确地longjmp也是非常困难的——在 C 中使用这种模式的代码中有一半可能是不正确的。 最安全的选择是让程序立即终止，或者如果您真的需要运行时的这种帮助，请非常小心地使用 C 代码，以便您可以在非本地退出中释放适当的资源 - C++ 不会这样做，因为longjmp赢了不要调用析构函数。

或者您可以直接转到 C# 或 Java，它们都有为您执行此操作的运行时以及之后清理的垃圾收集器。

Answer 3

这是特定于操作系统的。 语言本身将这些指定为未定义的行为。

在与 POSIX 兼容的操作系统中，您的程序可以在 memory 访问受限的情况下捕获SIGSEGV信号，在无效指令的情况下捕获SIGILL信号，在非法浮点运算（例如被零除）的情况下捕获SIGFPE 。

Answer 4

在 C 中，运行时错误通常会生成可由信号处理程序处理的信号。

在 C++ 中，运行时错误也可以作为可以在 try/catch 块中捕获的异常抛出。

要在某个时刻继续而不是崩溃，您需要在信号处理程序中使用 setjmp/longjmp - 从程序错误中捕获信号后返回是不安全的

Answer 5

我大错特错。

尝试修改 const 限定的变量确实是未定义的行为，而且似乎已经有好几年了。 它可能会也可能不会产生运行时错误； 能不能用得看平台。

正如@Dietrich Epp 耐心指出的那样，n1570 是 C 标准下一次迭代的委员会草案，在第 6.7.3 节中给出了规则。 自 C89 以来，该部分的措辞可能没有改变。

我非常抱歉以其他方式提出索赔； 以及侮辱这个群体的成员。 尤其是迪特里希。

现在，我在哪里可以找到一些美味的散养乌鸦？

Answer 6

您必须知道这一点，并且一定是您的示例考虑不当，但是无论如何都值得注意，以防有人误解：

在 C 中，在运行时没有const int （或const其他任何东西）这样的东西； const纯粹是一个编译时概念。 因此，修改const int没有运行时错误。

Answer 7

如果我理解正确，您所谈论的场景是（通常）根据语言未定义的场景。

这些情况会导致不可预知的结果，正如您所指出的，这些结果有时可能包括程序继续运行并看起来“工作”，或者它可能会崩溃，或者鼻恶魔可能会自发地出现。

如果您想捕捉未定义行为的使用，那么您可以在某些情况下使用工具来执行此操作。

例如， Electric Fence非常擅长揭示您不应该写入 memory 的位置（尽管不要在发布版本中激活它。）。 这是否适用于写入您抛弃的const的东西将取决于应用了哪些优化； object可能具有可写的 memory，并且在物理上无法确定您实际上做错了什么。

你不会得到一个整洁的语言层异常。 由于无论如何您都将不得不在工具路线上使用 go，因此只需尽可能应用 static 和动态分析工具并配置文件。 没有万无一失的方法可以突然打开“理智地通知我所有未定义行为的使用”。