面试题：C语言处理文件系统调用错误码的优化策略

代码结构优化策略

封装文件系统调用函数
- 创建一组自定义函数来封装标准的文件系统调用，例如 open、read、write、close 等。在这些自定义函数中统一处理错误，这样在项目的其他部分调用这些函数时，就无需重复编写错误处理代码。
- 示例：

#include <fcntl.h>
#include <unistd.h>
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>

int myOpen(const char *pathname, int flags) {
    int fd = open(pathname, flags);
    if (fd == -1) {
        perror("open");
        exit(EXIT_FAILURE);
    }
    return fd;
}

模块化设计
- 将与文件系统操作相关的功能划分到独立的模块中，每个模块负责特定的文件系统任务，如文件读取模块、文件写入模块等。每个模块内部处理好自身的错误，并向调用者返回统一的错误标识，使得错误处理逻辑在模块内集中管理，提高代码的可维护性。
- 例如，文件读取模块可以定义如下接口：

// file_read.h
#ifndef FILE_READ_H
#define FILE_READ_H

#define READ_SUCCESS 0
#define READ_ERROR -1

int readFile(const char *filename, char *buffer, size_t size);

#endif

// file_read.c
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include "file_read.h"

int readFile(const char *filename, char *buffer, size_t size) {
    FILE *file = fopen(filename, "r");
    if (file == NULL) {
        perror("fopen");
        return READ_ERROR;
    }
    size_t result = fread(buffer, 1, size, file);
    if (result != size) {
        perror("fread");
        fclose(file);
        return READ_ERROR;
    }
    fclose(file);
    return READ_SUCCESS;
}

错误处理机制优化策略

使用全局错误变量
- 定义一个全局变量来记录最近发生的错误码，在封装的文件系统调用函数中更新该变量。调用者可以通过检查这个全局变量来了解错误详情，避免在每个调用点重复获取错误码。
- 示例：

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

// 全局错误变量
int globalErrno = 0;

int myOpen(const char *pathname, int flags) {
    int fd = open(pathname, flags);
    if (fd == -1) {
        globalErrno = errno;
        perror("open");
        return -1;
    }
    globalErrno = 0;
    return fd;
}

错误码映射表
- 对于不同的文件系统调用错误码，建立一个映射表，将系统错误码映射为自定义的、更具描述性的错误码，使得错误处理逻辑可以基于这些更易理解的错误码进行。
- 示例：

#include <stdio.h>
#include <fcntl.h>
#include <unistd.h>
#include <stdlib.h>

// 自定义错误码
typedef enum {
    ERR_OPEN_FAILED = 1,
    ERR_READ_FAILED,
    ERR_WRITE_FAILED,
    ERR_CLOSE_FAILED
} CustomErrorCode;

// 错误码映射表
CustomErrorCode mapErrnoToCustomErrno(int errnum) {
    switch (errnum) {
        case ENOENT:
            return ERR_OPEN_FAILED;
        case EIO:
            return ERR_READ_FAILED;
        case EACCES:
            return ERR_OPEN_FAILED;
        // 其他错误码映射
        default:
            return ERR_OPEN_FAILED;
    }
}

int myOpen(const char *pathname, int flags) {
    int fd = open(pathname, flags);
    if (fd == -1) {
        CustomErrorCode customErr = mapErrnoToCustomErrno(errno);
        switch (customErr) {
            case ERR_OPEN_FAILED:
                perror("open");
                break;
            // 其他自定义错误处理
        }
        return -1;
    }
    return fd;
}

错误日志记录
- 在错误处理过程中，将错误信息记录到日志文件中，包括错误发生的时间、调用的函数、错误码等详细信息。这有助于在调试和维护阶段快速定位问题。
- 示例：

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <time.h>
#include <fcntl.h>
#include <unistd.h>

void logError(const char *funcName, int errnum) {
    FILE *logFile = fopen("error.log", "a");
    if (logFile == NULL) {
        perror("fopen for log");
        return;
    }
    time_t now;
    time(&now);
    struct tm *tm_info = localtime(&now);
    char timeStr[26];
    strftime(timeStr, 26, "%Y-%m-%d %H:%M:%S", tm_info);
    fprintf(logFile, "[%s] Function: %s, Error number: %d, Error message: %s\n",
            timeStr, funcName, errnum, strerror(errnum));
    fclose(logFile);
}

int myOpen(const char *pathname, int flags) {
    int fd = open(pathname, flags);
    if (fd == -1) {
        logError("myOpen", errno);
        perror("open");
        return -1;
    }
    return fd;
}

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