浅析C语言中的setjmp与longjmp函数

什么是setjmp与longjmp函数

setjmp与longjmp是C语言中用于实现非局部跳转的函数。

setjmp函数的原型为：

#include <setjmp.h>
int setjmp(jmp_buf env);

执行setjmp函数时，将当前程序状态保存到jmp_buf类型的变量env中，并将setjmp函数返回值设置为0。

longjmp函数的原型为：

#include <setjmp.h>
void longjmp(jmp_buf env, int val);

执行longjmp函数时，使用保存在jmp_buf类型变量env中的程序状态信息，跳转到setjmp函数调用时的状态，并把值val作为setjmp函数的返回值。

setjmp与longjmp的使用方法

下面给出一个使用setjmp和longjmp函数的例子：

#include <stdio.h>
#include <setjmp.h>

jmp_buf env;

void func_b() {
    printf("enter func_b\n");
    longjmp(env, 1);
}

void func_a() {
    printf("enter func_a\n");
    func_b();
    printf("leave func_a\n");
}

int main() {
    if (setjmp(env) == 0) {
        printf("normal function call\n");
        func_a();
    }
    else {
        printf("longjmp called\n");
    }

    printf("leave main\n");
    return 0;
}

在示例程序中，当setjmp函数返回0时，表明程序的执行流没有进入过longjmp函数。当执行longjmp函数时，将会跳转至call setjmp函数的位置，并且setjmp函数的返回值为longjmp函数的第二个参数。

程序输出结果为：

normal function call
enter func_a
enter func_b
longjmp called
leave main

本示例中，我们在func_b函数中通过longjmp函数跳转到了main函数，跳转前同时指定了setjmp函数返回值为1。当longjmp函数跳转回main函数时，setjmp函数将返回值置为了1，表明程序的执行流曾经进入过longjmp函数。

适用场景

setjmp与longjmp通常用于某些特殊情况下的程序流的控制上，比如错误处理。

下面给出一个错误处理的示例：

#include <stdio.h>
#include <setjmp.h>

jmp_buf error_env;

void error_handle() {
    printf("error detected, jump to error_handle\n");
    longjmp(error_env, 1);
}

int main() {
    if (setjmp(error_env) == 0) {
        int a, b, c;
        printf("please input three integers: ");
        if (scanf("%d%d%d", &a, &b, &c) != 3) {
            error_handle();
        }
        printf("sum of three integers is: %d\n", a+b+c);
    }
    else {
        printf("invalid input!\n");
    }
    printf("leave main\n");
    return 0;
}

在本示例中，输入三个整数的过程中如果有任意一个输入失败，则通过longjmp函数跳转到了错误处理部分进行错误处理，并将程序流重新跳转回main函数。如果输入三个整数全部成功，则正常输出三个整数的和。

需要注意的是，对于跨越多个函数的错误处理，必须小心地选择合适的错误处理模式，避免出现不必要的错误。

总结

setjmp与longjmp函数可以用于实现程序流的非局部跳转，适用于某些特殊情况下的程序控制，比如错误处理。但是也需要使用者非常小心地使用并避免出现不必要的错误。