面试题：C语言错误处理机制中的自定义错误码

Question

假设你正在开发一个C语言库，该库涉及多种功能模块，每个模块可能会产生不同类型的错误。请设计一个合理的自定义错误码体系，并说明如何将自定义错误码与errno系统结合使用，同时提供代码示例展示如何在函数中设置和处理这些自定义错误码。

Answer 1

自定义错误码体系设计

1. 错误码定义：定义一个枚举类型来表示自定义错误码。每个模块可以有自己独立的错误码范围，以避免冲突。

// 自定义错误码定义
typedef enum {
    // 通用错误码
    MYLIB_ERR_GENERIC = -1, 
    // 模块1错误码范围
    MYLIB_ERR_MODULE1_BASE = -100, 
    MYLIB_ERR_MODULE1_IO_FAILURE = -101,
    MYLIB_ERR_MODULE1_INVALID_ARG = -102,
    // 模块2错误码范围
    MYLIB_ERR_MODULE2_BASE = -200, 
    MYLIB_ERR_MODULE2_MEMORY_ALLOC_FAILURE = -201,
    MYLIB_ERR_MODULE2_DATA_CORRUPT = -202
} mylib_errno;

2. 错误信息映射：为每个错误码定义对应的错误信息字符串，方便调试和错误处理。

// 错误信息映射表
const char* mylib_strerror(mylib_errno err) {
    switch (err) {
        case MYLIB_ERR_GENERIC: return "Generic error";
        case MYLIB_ERR_MODULE1_IO_FAILURE: return "Module1: I/O failure";
        case MYLIB_ERR_MODULE1_INVALID_ARG: return "Module1: Invalid argument";
        case MYLIB_ERR_MODULE2_MEMORY_ALLOC_FAILURE: return "Module2: Memory allocation failure";
        case MYLIB_ERR_MODULE2_DATA_CORRUPT: return "Module2: Data corruption";
        default: return "Unknown error";
    }
}

与errno系统结合使用

1. 设置errno：在发生错误时，除了设置自定义错误码，还可以根据错误类型设置相应的errno值。这样可以利用系统的错误处理机制。

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

// 示例函数，模拟模块1的操作
mylib_errno module1_operation(int arg) {
    if (arg < 0) {
        errno = EINVAL; // 设置系统errno
        return MYLIB_ERR_MODULE1_INVALID_ARG;
    }
    // 模拟I/O操作失败
    if (rand() % 2) { 
        errno = EIO;
        return MYLIB_ERR_MODULE1_IO_FAILURE;
    }
    return 0;
}

2. 处理错误：在调用函数后，可以检查自定义错误码和errno，根据具体情况进行处理。

int main() {
    mylib_errno err = module1_operation(-1);
    if (err) {
        printf("Custom error: %s\n", mylib_strerror(err));
        printf("System error: %s\n", strerror(errno));
    } else {
        printf("Operation successful\n");
    }
    return 0;
}

在上述代码中：

• 首先定义了一个自定义的错误码枚举类型mylib_errno，并为每个错误码定义了相应的错误信息映射函数mylib_strerror。
• 在module1_operation函数中，根据不同的错误情况设置了自定义错误码和系统errno。
• 在main函数中，调用module1_operation函数并处理返回的错误码，同时打印自定义错误信息和系统错误信息。