如何在 C 和 C++ 中捕獲運行時錯誤？

Question

就像修改CONST int一樣，

我可以注冊一個特定的 function 來處理運行時錯誤，這樣這種操作就會失敗而不是終止應用程序嗎？

Answer 1

如果您的意思是 C++，則有一個名為runtime_error的異常 class 。 您可以使用 catch 子句捕獲它：

catch(std::runtime_error& e) {}

但是，C 和 C++ 中的許多事情（例如修改 const int）會導致未定義的行為。 您無法在運行時捕獲它們。 您無法捕獲它們，因為沒有拋出異常（從技術上講，任何事情都可能發生，包括拋出異常（僅限 C++），但這不是您可以或不應該希望的）。

解決方案是編寫干凈安全的代碼。 為此，許多書中列出了許多建議。 :)

Answer 2

根據規范，修改const是“未定義的行為”，因此編譯器可以做任何事情。 在實踐中，許多實現有時會為此類代碼生成運行時錯誤，但很多不會。 它通常取決於程序的性質。 這是一個插圖：

#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;
}

在我的系統上，我通過修改字符串獲得了 SIGBUS，但修改 function 工作正常。 這是由於 function 指針的特殊性質，其值並不總是在運行時確定，因此該值必須存儲在可寫的 memory 中。

在 C++ 中捕獲 SIGBUS 或 SIGSEGV 並將其轉換為異常通常是不安全的。 從信號處理程序中正確地longjmp也是非常困難的——在 C 中使用這種模式的代碼中有一半可能是不正確的。 最安全的選擇是讓程序立即終止，或者如果您真的需要運行時的這種幫助，請非常小心地使用 C 代碼，以便您可以在非本地退出中釋放適當的資源 - C++ 不會這樣做，因為longjmp贏了不要調用析構函數。

或者您可以直接轉到 C# 或 Java，它們都有為您執行此操作的運行時以及之后清理的垃圾收集器。

Answer 3

這是特定於操作系統的。 語言本身將這些指定為未定義的行為。

在與 POSIX 兼容的操作系統中，您的程序可以在 memory 訪問受限的情況下捕獲SIGSEGV信號，在無效指令的情況下捕獲SIGILL信號，在非法浮點運算（例如被零除）的情況下捕獲SIGFPE 。

Answer 4

在 C 中，運行時錯誤通常會生成可由信號處理程序處理的信號。

在 C++ 中，運行時錯誤也可以作為可以在 try/catch 塊中捕獲的異常拋出。

要在某個時刻繼續而不是崩潰，您需要在信號處理程序中使用 setjmp/longjmp - 從程序錯誤中捕獲信號后返回是不安全的

Answer 5

我大錯特錯。

嘗試修改 const 限定的變量確實是未定義的行為，而且似乎已經有好幾年了。 它可能會也可能不會產生運行時錯誤； 能不能用得看平台。

正如@Dietrich Epp 耐心指出的那樣，n1570 是 C 標准下一次迭代的委員會草案，在第 6.7.3 節中給出了規則。 自 C89 以來，該部分的措辭可能沒有改變。

我非常抱歉以其他方式提出索賠； 以及侮辱這個群體的成員。 尤其是迪特里希。

現在，我在哪里可以找到一些美味的散養烏鴉？

Answer 6

您必須知道這一點，並且一定是您的示例考慮不當，但是無論如何都值得注意，以防有人誤解：

在 C 中，在運行時沒有const int （或const其他任何東西）這樣的東西； const純粹是一個編譯時概念。 因此，修改const int沒有運行時錯誤。

Answer 7

如果我理解正確，您所談論的場景是（通常）根據語言未定義的場景。

這些情況會導致不可預知的結果，正如您所指出的，這些結果有時可能包括程序繼續運行並看起來“工作”，或者它可能會崩潰，或者鼻惡魔可能會自發地出現。

如果您想捕捉未定義行為的使用，那么您可以在某些情況下使用工具來執行此操作。

例如， Electric Fence非常擅長揭示您不應該寫入 memory 的位置（盡管不要在發布版本中激活它。）。 這是否適用於寫入您拋棄的const的東西將取決於應用了哪些優化； object可能具有可寫的 memory，並且在物理上無法確定您實際上做錯了什么。

你不會得到一個整潔的語言層異常。 由於無論如何您都將不得不在工具路線上使用 go，因此只需盡可能應用 static 和動態分析工具並配置文件。 沒有萬無一失的方法可以突然打開“理智地通知我所有未定義行為的使用”。