Язык C и способы информирования о результатах действий

#c #исключения

Тема непростая и обширная, и я очень хочу как следует в ней разобраться, но в книгах
информации мало, да и часто оказывается, что реальный опыт мало пересекается с теорией.

В языке С существует огромное количество способов сообщать о результатах действий
и возникших ошибках. Сейчас в меня кто-то кинет тухлым овощем, возражая, что в C имеются
только лишь примитивные коды возврата.

Да, только коды возврата... Но они используются очень по-разному.

Конечно, можно реализовать исключения, используя setjmp/longjmp. Но, как сказал Д.
Ритчи: Если тебе нужен PL/1, ты знаешь, где его взять...

Вот варианты обработки результатов выполнения, которые мне встречаются чаще всего:


Функция возвращает код, который является отчетом о ее работе:

const int r_code = some_func(a, b, c);

Или, например, функция возвращает указатель на созданный объект, а в случае, если
объект создать не удалось, функция возвращает NULL, не предоставляя никакой дополнительной
информации о причине неудачи:

object *obj = object_create(a, b, c);

Так же, функция может возвращать указатель на созданный объект, записывая в заданное
расположение детальный отчет об операции (а не просто дополнительную информацию об ошибке):

information i;
object *obj = object_create(a, b, c, &i);

Еще функция может использовать глобальную переменную текущего потока для предоставления
информации об ошибке:

FILE *f = fopen(a, b);
if (f == NULL)
{
    // Обработка errno()



И еще примерно бесконечное количество вариантов...

При написании кода часто приходится жонглировать различными способами обработки ошибок
и информирования о результатах действий.

Мои вопросы:


Есть ли в C универсальный способ для всего этого? А если нет, то в чем причина?
Было бы интересно узнать, какие еще существуют подходы, в чем их плюсы и минусы?
Есть ли большая разница в сложности разработки/поддержки кода, который использует/не
использует исключения? Речь идет не про исключения в C++, а про исключения в языках
с полноценной сборкой мусора - аля Java.


Например, я некоторое время писал на Java, так вот, когда я увидел реальный промышленный
код, в котором ловились и проверялись все исключения, какие только возможно, то я вообще
не понимал, как это можно поддерживать и развивать, когда на 5 строчек библиотечных
вызовов приходится писать сотни строк try/catch/finally... И при любой малейшей правке
приходится перекапывать весь код, чтобы где-то в 100500 ветке обработки ошибки добавить
поддержку обработки исключения, которого раньше не существовало.
    

Ответы

Ответ 1

Попробую ответить, хотя это и очень сложно, учитывая, кто спрашивает и как.


  Есть ли в C универсальный способ для всего этого? А если нет, то в чем причина?


Универсального способа нет. Рекомендованного к использованию нет. Почему так? все
очень просто - это чистый си. Тут программист сам ответственный за свой код, никто
не будет ему вытирать ручки и рот.


  Было бы интересно узнать, какие еще существуют подходы, в чем их плюсы и минусы?


В принципе были перечислены все обычные способы. Еще есть несколько методов


забить на ошибки (очень часто применяется)
использовать сторонний фреймворк (да, для си такое есть. К примеру cello).



  Есть ли большая разница в сложности разработки/поддержки кода, который использует/не
использует исключения? Речь идет не про исключения в C++, а про исключения в языках
с полноценной сборкой мусора - аля Java.


Сборка мусора имеет весьма относительное отношение к исключениям. И делать какие
то умозаключения с изначально неверного предположения чревато странными выводами. Поэтому,
даже не  будут обсуждать где лучше исключения или сборка мусора. Оставим это холивар-экспертам.

Но в жава с спецификацией исключений действительно беда. Нужно либо пробрасывать
постоянно весь список допустимых исключений, либо писать базовый и не переживать. В
с++ это также пытались сделать, но вовремя отказались (и сделали noexcept, который
более понятный).

При разработке с исключениями самое главное, что сложно допустить ситуацию, когда
программа пошла в разнос. К примеру, одна функция инициализирует объект, а вторая его
использует. Если первая может вернуть NULL, а вторая этого не ожидает... то ошибку
можно долго и нудно искать. С исключениями это придется обработать и дальше код не
пойдет (но все равно, программист это должен закодить, само оно редко так бывает сразу
и красиво).


Ответ 2

Механизм исключений очень удобен. Он позволяет обработать исключение именно в том
месте, где известно, как его обработать.

Пример: есть у вас функция записи в лог

Как вы ее пишете на кодах ошибок

int log(char* msg, int len) {
  FILE * f = fopen(.....)
  if (f == NULL)
    return FILE_NOT_OPEN;
  if (fwrite(f, msg, len) != len)
    return MESSAGE_NOT_WRITE;
  fclose(f);
  return SUCCESS;
}


Уже в таком коде вы теряете исходную ошибку. Файл не открыт. А почему? Не все байты
записались. По какой причине?

Если вы результат функции log не обработаете сразу после вызова, то опять потеряете
информацию. И получите, что-то типа

int doProcess(...) {
  if (log(...) != SUCCESS)
    return LOG_NOT_WRITE;
}


Чтобы не потерять код ошибки нужно иметь единую систему кодов во всей системе. Включая
все используемые библиотеки.

Теперь как этот же код будет выглядеть на исключениях

void log(char* msg, int len) {
  try {
    FILE * f = fopen(.....);
    try {
      fwrite(f, msg, len);
    } finally {
      fclose(f);
    }
  } catch (Exception e) {
    throw new LogWriteException(e);
  }
}

void doProcess(...) {
  ......
  log(....)
  .....
}

try {
  doProcess();
} catch (LogWriteException e) {
  processLogFailed(e);
}



резко упало количество кода и повысилась читабельность
Мы обрабатываем ошибки на том уровне, где знаем и можем их обработать
Мы не теряем информацию об оригинальном исключении.


В своих программах я все апишные вызовы делаю так

HANDLE Win32Check(HANDLE res) {
  if (!res)
    throw new OSError(GetLastError());
  return res;
}

HANDLE h = Win32Check(CreateEvent(....));
try {
   .....
} finally {
  CloseHandle(h);
}


И напоследок - наличие или отсутствие сборки мусора никак не влияет на возможность
использования исключений.