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今天看《unix环境高级编程》发现这两个函数,还挺有用的,在c异常处理、协程等作用很大。
我们知道,想要实现函数内的跳转可以使用goto语句,但如果需要从一个函数跳转到另一个函数,goto是不能完成的,那该如何实现呢?
示例代码:
void f(){ //... Label: //...}void g(){ //... GOTO Label; //...}
首先我们要知道,实现这种类型的跳转,和操作系统中任务切换的上下文切换有点类似,我们只需要恢复 Label 标签处函数上下文即可。函数的上下文包括以下内容:
这样,在执行 GOTO Label; 这条语句,我们恢复 Label 处的上下文,即完成跳转到 Label 处的功能。
如果你读过 Linux 操作系统进程切换的源码,你会很明白 Linux 会把进程的上下文保存在 task_struct 结构体中,切换时直接恢复。这里我们也可以这样做,将 Label 处的函数上下文保存在某个结构体中,但执行到 GOTO Label 语句时,我们从该结构体中恢复函数的上下文。
#includeint setjmp(jmp_buf env);
setjmp函数的功能就是将函数在此处的上下文保存在jmp_buf结构体中,以供longjmp从此结构体中恢复。
void longjmp(jmp_buf env, int val);
longjmp函数的功能是从jmp_buf结构体中恢复由setjmp保存的上下文,该函数不返回,而是从setjmp函数中返回。
#include "stdio.h"#include "setjmp.h"static jmp_buf buf;void second(){ printf("second\n"); // 打印 longjmp(buf,1); // 跳回setjmp的调用处 - 使得setjmp返回值为1}void first(){ second(); printf("first\n"); // 不可能执行到此行}int main(){ if (!setjmp(buf)){ first(); // 进入此行前,setjmp返回0 }else{ // 当longjmp跳转回,setjmp返回1,因此进入此行 printf("main\n"); // 打印 } return 0;}
输出结果:
Java、C# 等面向对象语言中都有异常处理的机制,如下就是典型的 Java 中异常处理的代码,两个数相除,如果被除数为0抛出异常,在函数 f() 中可以获取该异常并进行处理:
double divide(double to, double by) throws Bad { if(by == 0) throw new Bad ("Cannot / 0"); return to / by;}void f() { try { divide(2, 0); //... } catch (Bad e) { print(e.getMessage()); } print("done");}
在 C 语言中虽然没有类似的异常处理机制,但是我们可以使用 setjmp 和 longjmp 来模拟实现该功能,这也是这两个函数的一个重要的应用:
static jmp_buf env;double divide(double to, double by){ if(by == 0) longjmp(env, 1); return to / by;}void f() { if (setjmp(env) == 0) divide(2, 0); else printf("Cannot / 0"); printf("done");}
如果复杂一点,可以根据 longjmp 传递的返回值来判断各种不同的异常,来进行区别的处理,代码结构如下:
switch(setjmp(env)): case 0: //default //... case 1: //exception 1 //... case 2: //exception 2 //... //...
关于使用 C 语言来处理异常,可以参见,介绍了更多复杂的结构,但无外乎就是 setjmp 和 longjmp 的应用。
下次有时间看看关于这两个函数在协程中的应用,今天就先到这~
参考:
1、 2、