C 语言如何不用 goto、多处 return 进行错误处理？
在 C 语言中，不用 `goto` 和多处 `return` 进行错误处理，通常依靠以下几种模式和技术。这些方法旨在提高代码的可读性、可维护性，并遵循更结构化的编程原则。
核心思想： 将错误处理的逻辑集中到函数退出前的某个点，或者通过特定的返回值来指示错误。
1. 集中错误处理（Single Exit Point）的策略
这是最常见也最推荐的模式，通过一个统一的出口点来执行清理工作和返回最终结果。
基本原理：
函数开始时，假设一切正常。
在代码执行过程中，如果遇到错误，不是直接 `return`，而是设置一个错误状态（例如，一个错误码变量），然后继续执行到函数末尾。
在函数末尾，根据错误状态进行相应的清理工作（释放资源等），然后进行唯一的 `return` 语句，返回最终结果或错误码。
具体实现方式：
a. 使用错误码变量
这是最经典也最易于理解的 C 语言错误处理方式。
步骤：
1. 定义错误码：
为你的函数定义一系列清晰的错误码。可以使用宏（`define`）来定义，这样代码更具可读性。
通常会有一个 `0` 或特定的值表示成功，其他值表示不同的错误类型。
```c
define SUCCESS 0
define ERROR_INVALID_ARGUMENT 1
define ERROR_FILE_OPEN 2
define ERROR_MEMORY_ALLOCATION 3
// ... 其他错误码
```
2. 函数签名： 函数通常返回一个表示操作结果的值（如数据），或者返回一个整数作为错误码。如果函数需要返回一个数据值，但也要传递错误信息，可以使用指针参数。
Option 1: 返回值是错误码，数据通过指针传递
```c
int process_data(const char input, int output_result);
```
这里，`output_result` 是一个输出参数，用于接收处理后的数据。函数返回一个整数，表示操作成功或失败（错误码）。
Option 2: 返回值是数据，错误通过一个特殊的返回值指示 (不推荐，容易混淆)
这种方式不推荐，因为它难以区分正常返回值和错误标志。
```c
// 不推荐的方式
int calculate_value(int a, int b); // 如何表示除零错误？
```
3. 函数内部逻辑：
声明一个错误码变量，并初始化为成功状态。
在执行可能出错的代码块之前，检查前置条件（如参数有效性）。
如果遇到错误，将错误码变量设置为相应的错误值，然后 不直接返回，而是 跳过 后续可能出错的操作，继续执行到函数末尾。
4. 统一出口点：
在函数的最后，检查错误码变量。
根据错误码变量的值，执行必要的清理操作（如释放动态分配的内存、关闭文件句柄等）。
最后，返回错误码变量的值。
示例：
```c
include
include
include
define SUCCESS 0
define ERROR_INVALID_ARGUMENT 1
define ERROR_FILE_OPEN 2
define ERROR_MEMORY_ALLOCATION 3
define ERROR_READ_FAILED 4
// 假设这是一个处理文件的函数
// 返回 0 表示成功，负值表示错误码
// output_buffer 指向一个用于存储文件内容的缓冲区
// buffer_size 是缓冲区的最大容量
int read_file_content(const char filename, char output_buffer, size_t buffer_size) {
FILE fp = NULL; // 初始化文件指针为 NULL，方便后续检查
int error_code = SUCCESS; // 错误码变量，初始为成功
// 参数检查
if (filename == NULL || output_buffer == NULL || buffer_size == NULL) {
error_code = ERROR_INVALID_ARGUMENT;
// 不直接 return，继续执行到末尾进行清理
goto end_of_function; // 这里用 goto 是为了模拟，但目标是避免它
}
output_buffer = NULL; // 确保输出缓冲区指针也初始化
buffer_size = 0;
// 打开文件
fp = fopen(filename, "r");
if (fp == NULL) {
perror("Failed to open file"); // 打印系统错误信息
error_code = ERROR_FILE_OPEN;
// 不直接 return
goto end_of_function;
}
// 确定文件大小 (示例：为了分配精确大小的内存)
// 注意：fseek/ftell 在某些流（如 stdin）上可能行为不确定，但对普通文件通常是安全的
if (fseek(fp, 0, SEEK_END) != 0) {
perror("Failed to seek to end of file");
error_code = ERROR_READ_FAILED; // 可以用一个通用的读取失败码
goto end_of_function;
}
long file_size = ftell(fp);
if (file_size == 1) {
perror("Failed to get file size");
error_code = ERROR_READ_FAILED;
goto end_of_function;
}
if (fseek(fp, 0, SEEK_SET) != 0) {
perror("Failed to seek back to beginning of file");
error_code = ERROR_READ_FAILED;
goto end_of_function;
}
// 分配内存
// 为文件内容分配内存。注意：需要额外一个字节用于空终止符 ' '
// 如果文件非常大，这里可能分配失败
char buffer = malloc(file_size + 1);
if (buffer == NULL) {
perror("Failed to allocate memory");
error_code = ERROR_MEMORY_ALLOCATION;
goto end_of_function;
}
// 读取文件内容
size_t bytes_read = fread(buffer, 1, file_size, fp);
if (bytes_read != (size_t)file_size) {
perror("Failed to read entire file");
free(buffer); // 释放已分配的内存
buffer = NULL;
error_code = ERROR_READ_FAILED;
goto end_of_function;
}
// 成功处理
buffer[file_size] = ' '; // 添加空终止符
output_buffer = buffer;
buffer_size = file_size;
// error_code 仍然是 SUCCESS
// 统一出口点
end_of_function:
// 资源清理
if (fp != NULL) {
fclose(fp);
}
// 根据错误码处理，如果发生错误，需要释放已分配的内存
if (error_code != SUCCESS && output_buffer != NULL) {
free(output_buffer);
output_buffer = NULL;
buffer_size = 0;
}
return error_code; // 唯一 return
}
int main() {
char file_content = NULL;
size_t content_size = 0;
const char filename = "my_data.txt"; // 假设这个文件不存在或有其他问题
// 创建一个示例文件 (可选)
FILE temp_fp = fopen(filename, "w");
if (temp_fp) {
fprintf(temp_fp, "Hello, C error handling! ");
fclose(temp_fp);
}
printf("Reading file: %s ", filename);
int result = read_file_content(filename, &file_content, &content_size);
if (result == SUCCESS) {
printf("File read successfully! Content: %s ", file_content);
free(file_content); // 释放从函数返回的内存
} else {
fprintf(stderr, "Error occurred while reading file. Error code: %d ", result);
// 根据错误码进行更详细的处理
switch (result) {
case ERROR_INVALID_ARGUMENT:
fprintf(stderr, "Reason: Invalid input arguments. ");
break;
case ERROR_FILE_OPEN:
fprintf(stderr, "Reason: Could not open the file. ");
break;
case ERROR_MEMORY_ALLOCATION:
fprintf(stderr, "Reason: Memory allocation failed. ");
break;
case ERROR_READ_FAILED:
fprintf(stderr, "Reason: Failed to read file content. ");
break;
default:
fprintf(stderr, "Reason: Unknown error. ");
break;
}
}
return 0;
}
```
为什么这种方式避免了多处 `return`：
所有的 `return` 语句都被移除，或者通过 `goto` 指向唯一的出口点。
所有的资源清理（如 `fclose(fp)`, `free(buffer)`）都集中在 `end_of_function` 标签之后，确保无论发生什么错误，这些清理操作都会被执行（只要它们被恰当地放在错误路径的前面）。
关键在于，当错误发生时，我们设置 `error_code`，然后让控制流继续向下执行，直到统一的退出点。即使在中间设置了 `error_code`，函数的后续正常执行逻辑（如文件读取）会被 `if (error_code != SUCCESS)` 这样的检查跳过，或者逻辑本身就不会执行到错误路径之后的代码。
注意： 在上面的示例中，我使用了 `goto end_of_function;` 来 模拟 当错误发生时如何避免继续执行正常的成功路径，并最终跳到统一的出口点。实际的无 `goto` 实现中，你不会使用 `goto`。 而是通过 `if (error_code == SUCCESS) { ... }` 来控制代码块的执行。
b. 使用标志变量和条件判断（无 `goto` 的纯粹实现）
这种方式是 `error_code` 变量方法的纯粹实现，不依赖 `goto`。
示例（修改 `read_file_content` 函数）：
```c
include
include
include
define SUCCESS 0
define ERROR_INVALID_ARGUMENT 1
define ERROR_FILE_OPEN 2
define ERROR_MEMORY_ALLOCATION 3
define ERROR_READ_FAILED 4
int read_file_content_no_goto(const char filename, char output_buffer, size_t buffer_size) {
FILE fp = NULL;
int error_code = SUCCESS; // 错误码变量
char buffer = NULL; // 指向分配的内存
// 参数检查
if (filename == NULL || output_buffer == NULL || buffer_size == NULL) {
error_code = ERROR_INVALID_ARGUMENT;
} else {
output_buffer = NULL;
buffer_size = 0;
// 打开文件
fp = fopen(filename, "r");
if (fp == NULL) {
perror("Failed to open file");
error_code = ERROR_FILE_OPEN;
} else {
// 确定文件大小
if (fseek(fp, 0, SEEK_END) != 0) {
perror("Failed to seek to end of file");
error_code = ERROR_READ_FAILED;
} else {
long file_size = ftell(fp);
if (file_size == 1) {
perror("Failed to get file size");
error_code = ERROR_READ_FAILED;
} else {
if (fseek(fp, 0, SEEK_SET) != 0) {
perror("Failed to seek back to beginning of file");
error_code = ERROR_READ_FAILED;
} else {
// 分配内存
buffer = malloc(file_size + 1);
if (buffer == NULL) {
perror("Failed to allocate memory");
error_code = ERROR_MEMORY_ALLOCATION;
} else {
// 读取文件内容
size_t bytes_read = fread(buffer, 1, file_size, fp);
if (bytes_read != (size_t)file_size) {
perror("Failed to read entire file");
error_code = ERROR_READ_FAILED;
} else {
// 成功处理
buffer[file_size] = ' ';
output_buffer = buffer;
buffer_size = file_size;
// error_code 仍然是 SUCCESS
}
}
}
}
}
}
}
// 统一出口点
// 资源清理
if (fp != NULL) {
fclose(fp);
}
// 如果在过程中发生错误，释放可能已分配的内存
// 注意：这里要仔细处理 buffer == NULL 的情况
if (error_code != SUCCESS && buffer != NULL) {
free(buffer);
buffer = NULL; // 避免悬空指针
// 如果 error_code != SUCCESS，但 output_buffer 在某个成功路径被设置了
// 例如，前面的步骤成功，但后面的步骤失败了。
// 此时，我们不应该将 output_buffer 设置为 NULL，因为它是函数返回的值。
// 这个设计需要更精细。通常，如果 error_code 非 SUCCESS，
// output 参数会被忽略或被重置。
// 在这个例子中，如果 error_code != SUCCESS，说明 output_buffer
// 还没有被赋给 buffer。
// 如果 error_code != SUCCESS 且 buffer != NULL，说明 buffer 已经分配，
// 但文件读取或后续操作失败，buffer 需要被释放。
// output_buffer 的值不应该在这里被修改，因为它是由成功路径设置的。
}
return error_code;
}
```
这种纯粹条件判断的版本（无 `goto`）的挑战：
嵌套层级增加： 每个可能出错的操作都需要一个 `if (error_code == SUCCESS)` 或类似检查，导致代码嵌套层级非常深，难以阅读和维护。
资源清理的复杂性： 当一个资源在某个步骤分配，但在后续步骤失败时，你需要非常小心地在 `error_code` 被设置后执行正确的清理（例如，只释放 `buffer` 而不是 `fp`）。
输出参数的管理： 如果一个输出参数在中间步骤被赋值了，但后面的步骤失败了，那么在最终返回时，这个输出参数的值可能需要被重置为 `NULL` 或其他默认值，以避免调用者使用一个无效的指针。
为了解决嵌套和清理问题，通常会采用一些 C++ 中的 RAII（Resource Acquisition Is Initialization）模式的 C 语言版本，或者更简单的结构来简化逻辑。
2. 使用 `struct` 来返回多个值（包括错误信息）
当函数需要返回一个数据值以及一个状态（或错误码）时，可以定义一个结构体来包含两者。
步骤：
1. 定义结果结构体：
```c
typedef struct {
int status_code; // 0 for success, negative for errors
// ... 其他状态信息，如错误消息字符串
void data; // 指向返回的数据，如果是动态分配的
size_t data_size;// 数据的大小
} OperationResult;
```
2. 函数签名：
```c
OperationResult process_data_with_struct(const char input);
```
3. 函数内部逻辑：
初始化一个 `OperationResult` 结构体，设置 `status_code` 为成功。
在执行过程中，如果遇到错误，设置 `status_code` 为相应的错误值，并可以选择性地设置错误消息。
将函数要返回的数据（如果需要）填充到结构体的相应成员中。
统一出口点： 最后，返回这个 `OperationResult` 结构体。
示例：
```c
include
include
include
typedef struct {
int status_code;
char message; // 可选：用于错误描述
char data; // 指向读取的文件内容
size_t data_size;
} ReadFileResult;
define SUCCESS 0
define ERROR_INVALID_ARGUMENT 1
define ERROR_FILE_OPEN 2
define ERROR_MEMORY_ALLOCATION 3
define ERROR_READ_FAILED 4
ReadFileResult read_file_content_struct(const char filename) {
ReadFileResult result = {SUCCESS, NULL, NULL, 0}; // 初始化结构体
FILE fp = NULL;
// 参数检查
if (filename == NULL) {
result.status_code = ERROR_INVALID_ARGUMENT;
result.message = "Invalid filename provided.";
return result; // 可以是唯一的 return，因为没有资源需要释放
// 但更严谨的做法是继续到清理点
}
// 打开文件
fp = fopen(filename, "r");
if (fp == NULL) {
perror("Failed to open file");
result.status_code = ERROR_FILE_OPEN;
result.message = "Failed to open the specified file.";
return result; // 同样，这里简化处理
}
// 确定文件大小
if (fseek(fp, 0, SEEK_END) != 0) {
perror("Failed to seek to end of file");
result.status_code = ERROR_READ_FAILED;
result.message = "Failed to seek to end of file.";
// 资源清理需要在这里进行，所以不直接返回
} else {
long file_size = ftell(fp);
if (file_size == 1) {
perror("Failed to get file size");
result.status_code = ERROR_READ_FAILED;
result.message = "Failed to get file size.";
} else {
if (fseek(fp, 0, SEEK_SET) != 0) {
perror("Failed to seek back to beginning of file");
result.status_code = ERROR_READ_FAILED;
result.message = "Failed to seek back to beginning of file.";
} else {
// 分配内存
result.data = malloc(file_size + 1);
if (result.data == NULL) {
perror("Failed to allocate memory");
result.status_code = ERROR_MEMORY_ALLOCATION;
result.message = "Memory allocation failed.";
} else {
// 读取文件内容
size_t bytes_read = fread(result.data, 1, file_size, fp);
if (bytes_read != (size_t)file_size) {
perror("Failed to read entire file");
free(result.data); // 释放已分配的内存
result.data = NULL;
result.status_code = ERROR_READ_FAILED;
result.message = "Failed to read the entire file.";
} else {
// 成功处理
result.data[file_size] = ' ';
result.data_size = file_size;
result.status_code = SUCCESS; // 确保为成功
}
}
}
}
}
// 统一出口点
if (fp != NULL) {
fclose(fp);
}
// 如果发生错误，并且我们分配了内存但最终失败了，需要释放它
// 这个逻辑需要非常小心。如果 result.data 被成功赋值了，
// 调用者负责释放。如果 error_code 非 SUCCESS 且 result.data 被分配了，
// 那么在返回前需要释放。
// 在上面的例子中，`fread` 失败时已经释放了 result.data。
// 但如果分配内存后立即失败，result.data 会是分配的，错误码非成功，
// 需要在此处释放。
if (result.status_code != SUCCESS && result.data != NULL) {
// 这个分支在这里是安全的，因为如果成功，result.data 已经设置好
// 并且调用者会负责释放。如果失败，并且 result.data 非 NULL，
// 说明我们分配了但后续步骤失败了，需要自己清理。
// 注意：这种清理逻辑非常容易出错，需要仔细设计。
// 更好的做法是让 result.data 的释放由调用者在知道 status_code 的情况下处理。
// 如果在这里释放了，那么调用者就不能释放了。
// 一个更安全的模式是：函数负责分配，调用者负责释放（无论成功还是失败）。
// 为了遵循“统一出口点”且不使用 goto，这个结构体返回方式需要更精巧。
// 让我们重新思考：如果状态不是 SUCCESS，我们就不应该让 result.data
// 指向任何有效内存。所以，如果错误，即使分配了，也需要清空。
if (result.status_code != SUCCESS) {
// 如果不是 SUCCESS，我们确保 data 是 NULL，并且释放了之前可能分配的
if (result.data != NULL) {
free(result.data);
result.data = NULL;
result.data_size = 0;
}
}
}
// 如果是成功，result.data 是分配的内存，需要调用者释放。
// 如果是失败，result.data 应该为 NULL。
return result;
}
int main() {
const char filename = "my_data.txt";
// 创建一个示例文件 (可选)
FILE temp_fp = fopen(filename, "w");
if (temp_fp) {
fprintf(temp_fp, "Hello from struct return! ");
fclose(temp_fp);
}
printf("Reading file using struct return: %s ", filename);
ReadFileResult read_result = read_file_content_struct(filename);
if (read_result.status_code == SUCCESS) {
printf("File read successfully! Content: %s ", read_result.data);
// 调用者负责释放分配的内存
free(read_result.data);
} else {
fprintf(stderr, "Error reading file: %d %s ", read_result.status_code, read_result.message);
// 即使出错，也需要检查 read_result.data 是否非 NULL，以防万一（尽管我们设计时希望它为NULL）
if (read_result.data != NULL) {
free(read_result.data); // 还是保险起见
}
}
return 0;
}
```
优点：
将错误信息打包： 将数据和状态信息封装在一起，使得函数返回一个整体。
减少参数数量： 可以避免使用输出参数来传递状态码。
结构化： 返回值是结构化的，易于理解。
缺点：
内存管理复杂： 如果结构体中的指针成员指向动态分配的内存，那么函数内部需要仔细管理这些内存的分配和释放，并且在返回前确保状态码和数据指针的状态一致。调用者也必须知道何时释放这些内存。
返回的是副本： 返回结构体时，可能会复制整个结构体，如果是大型结构体，可能会有性能开销。如果结构体包含指针，复制的是指针值，而不是指针指向的数据。
在 C 语言中不如 C++ 的 `std::optional` 或 `std::expected` 直观。
3. 使用 `setjmp`/`longjmp`（不推荐用于常规错误处理）
`setjmp` 和 `longjmp` 是 C 语言提供的非局部跳转机制，可以用来模拟异常处理。它们可以将程序控制流直接跳转到 `setjmp` 调用处。
原理：
1. `setjmp(jmp_buf env)`:
记录当前的调用栈信息和程序状态到一个 `jmp_buf` 变量。
如果这是第一次调用 `setjmp`，它会返回 `0`。
如果它是从 `longjmp` 跳回来的，它会返回 `longjmp` 中传递的非零值。
2. `longjmp(jmp_buf env, int val)`:
将程序状态恢复到 `setjmp` 调用时的状态。
`val` 是一个非零整数，它将作为 `setjmp` 的返回值。
注意： `longjmp` 不会执行栈上的局部变量的析构函数（在 C 中没有析构函数），也不会释放资源。
如何用于错误处理：
1. 在函数的最顶层（或者某个可以捕获很多错误的层级）调用 `setjmp` 来设置一个恢复点。
2. 在函数内部的任何地方，如果发生错误，调用 `longjmp`，并将预先设置好的 `jmp_buf` 和一个非零的错误值传递进去。
3. 控制流会直接跳转回 `setjmp` 调用处。`setjmp` 会返回 `longjmp` 传递的值，我们可以在这里进行错误处理和资源清理。
示例（警告：这是不推荐的通用错误处理方式）：
```c
include
include
include
jmp_buf error_env; // 全局或传递给函数
// 函数可能出错
void process_something(int mode) {
printf("Entering process_something with mode: %d ", mode);
if (mode == 0) {
printf("Mode 0: Simulating error. ");
// 模拟一个错误，并跳转回 setjmp 的位置
longjmp(error_env, ERROR_INVALID_ARGUMENT); // 假设 ERROR_INVALID_ARGUMENT 是一个非零值
} else if (mode == 1) {
printf("Mode 1: Simulating another error. ");
longjmp(error_env, ERROR_FILE_OPEN);
}
printf("process_something finished successfully. ");
}
// 模拟一个需要资源清理的函数
void function_with_resource() {
printf("Entering function_with_resource. ");
// 假设这里分配了资源
void resource = malloc(100);
if (resource == NULL) {
longjmp(error_env, ERROR_MEMORY_ALLOCATION);
}
// 模拟一个会触发 longjmp 的情况
process_something(0); // 会触发 longjmp
// 如果 process_something 没有触发 longjmp，这里应该有清理代码
printf("function_with_resource finished successfully. ");
free(resource); // 这行代码永远不会被执行到
}
int main() {
int error_code;
printf("Setting up jump buffer... ");
error_code = setjmp(error_env); // 设置恢复点
if (error_code == 0) {
// 第一次进入，执行正常逻辑
printf("setjmp returned 0. Starting normal execution. ");
// 模拟一个可能出现错误的函数调用
function_with_resource(); // 这个函数内部会调用 longjmp
printf("Normal execution finished. "); // 这行代码不会被执行到
} else {
// 从 longjmp 跳回来，error_code 是 longjmp 的第二个参数
printf("setjmp returned %d. Handling error. ", error_code);
// 在这里进行错误处理和资源清理
switch (error_code) {
case ERROR_INVALID_ARGUMENT:
fprintf(stderr, "Error: Invalid argument. ");
break;
case ERROR_FILE_OPEN:
fprintf(stderr, "Error: File opening failed. ");
break;
case ERROR_MEMORY_ALLOCATION:
fprintf(stderr, "Error: Memory allocation failed. ");
// 注意：这里不会自动释放 function_with_resource 分配的资源
// 必须手动在所有可能的 longjmp 调用点之前进行资源清理，或者在这里统一处理
// 但通常问题是，你不知道具体是哪个资源出了问题，也无法知道它是否被分配了。
break;
default:
fprintf(stderr, "Unknown error. ");
break;
}
// 必须在这里确保所有可能分配的资源都被释放，否则会发生内存泄露。
// 这非常难以做到，因为你不知道哪个函数分配了资源，以及它是否成功了。
}
return 0;
}
```
为什么不推荐用于常规错误处理：
破坏结构化： `setjmp`/`longjmp` 就像是 C 语言的 `goto` 的一种更复杂的形式，它允许程序跳转到任意 `setjmp` 调用过的地方，完全打破了正常的函数调用栈顺序。
资源管理噩梦： 这是最严重的问题。当 `longjmp` 执行时，它不会调用任何堆栈上的局部变量的析构函数，也不会自动释放任何在 `setjmp` 和 `longjmp` 之间分配的资源（如内存、文件句柄）。这意味着你必须非常小心地确保在所有可能的 `longjmp` 路径中都能正确清理资源。这通常会导致大量的重复代码或非常复杂的资源管理逻辑，极易出错，造成内存泄露或资源未释放。
不可移植性： 在某些复杂的嵌套函数调用中，`setjmp`/`longjmp` 的行为可能难以预测或存在移植性问题。
难以调试： 调试使用 `setjmp`/`longjmp` 的代码会非常困难，因为程序的执行流程不是线性的。
总结 `setjmp`/`longjmp` 的适用场景：
它们主要用于实现协程（coroutines）或一些非常底层的系统级恢复机制，而不是作为 C 语言应用程序中处理一般性函数调用失败的常用方法。
总结和最佳实践
1. 错误码是首选： 使用整数错误码配合函数返回值（或输出参数）是 C 语言中最常见、最清晰、最可控的错误处理机制。
2. 实现单一出口点： 无论错误发生在哪里，都将控制流导向函数末尾的统一出口点，在那里执行所有必要的资源清理。
3. 避免 `goto` 和多处 `return`： 通过结构化的条件判断（`if` 语句）和错误码变量来管理流程，而不是通过跳转语句。
4. 使用 `struct` 封装： 当需要返回多个值（数据 + 状态）时，封装成 `struct` 是一个好方法，但要小心内存管理。
5. 谨慎使用 `setjmp`/`longjmp`： 它们会严重影响代码的可读性和资源管理，只在特定、非常必要的情况下使用。
通过遵循这些原则，你可以编写出更健壮、更易于理解和维护的 C 语言代码，即使在处理潜在的错误情况时。关键在于提前计划，并始终关注资源的生命周期管理。
核心思想： 将错误处理的逻辑集中到函数退出前的某个点，或者通过特定的返回值来指示错误。
1. 集中错误处理（Single Exit Point）的策略
这是最常见也最推荐的模式，通过一个统一的出口点来执行清理工作和返回最终结果。
基本原理：
函数开始时，假设一切正常。
在代码执行过程中，如果遇到错误，不是直接 `return`，而是设置一个错误状态（例如，一个错误码变量），然后继续执行到函数末尾。
在函数末尾，根据错误状态进行相应的清理工作（释放资源等），然后进行唯一的 `return` 语句，返回最终结果或错误码。
具体实现方式：
a. 使用错误码变量
这是最经典也最易于理解的 C 语言错误处理方式。
步骤：
1. 定义错误码：
为你的函数定义一系列清晰的错误码。可以使用宏（`define`）来定义，这样代码更具可读性。
通常会有一个 `0` 或特定的值表示成功，其他值表示不同的错误类型。
```c
define SUCCESS 0
define ERROR_INVALID_ARGUMENT 1
define ERROR_FILE_OPEN 2
define ERROR_MEMORY_ALLOCATION 3
// ... 其他错误码
```
2. 函数签名： 函数通常返回一个表示操作结果的值（如数据），或者返回一个整数作为错误码。如果函数需要返回一个数据值，但也要传递错误信息，可以使用指针参数。
Option 1: 返回值是错误码，数据通过指针传递
```c
int process_data(const char input, int output_result);
```
这里，`output_result` 是一个输出参数，用于接收处理后的数据。函数返回一个整数，表示操作成功或失败（错误码）。
Option 2: 返回值是数据，错误通过一个特殊的返回值指示 (不推荐，容易混淆)
这种方式不推荐，因为它难以区分正常返回值和错误标志。
```c
// 不推荐的方式
int calculate_value(int a, int b); // 如何表示除零错误？
```
3. 函数内部逻辑：
声明一个错误码变量，并初始化为成功状态。
在执行可能出错的代码块之前，检查前置条件（如参数有效性）。
如果遇到错误，将错误码变量设置为相应的错误值，然后 不直接返回，而是 跳过 后续可能出错的操作，继续执行到函数末尾。
4. 统一出口点：
在函数的最后，检查错误码变量。
根据错误码变量的值，执行必要的清理操作（如释放动态分配的内存、关闭文件句柄等）。
最后，返回错误码变量的值。
示例：
```c
include
include
include
define SUCCESS 0
define ERROR_INVALID_ARGUMENT 1
define ERROR_FILE_OPEN 2
define ERROR_MEMORY_ALLOCATION 3
define ERROR_READ_FAILED 4
// 假设这是一个处理文件的函数
// 返回 0 表示成功，负值表示错误码
// output_buffer 指向一个用于存储文件内容的缓冲区
// buffer_size 是缓冲区的最大容量
int read_file_content(const char filename, char output_buffer, size_t buffer_size) {
FILE fp = NULL; // 初始化文件指针为 NULL，方便后续检查
int error_code = SUCCESS; // 错误码变量，初始为成功
// 参数检查
if (filename == NULL || output_buffer == NULL || buffer_size == NULL) {
error_code = ERROR_INVALID_ARGUMENT;
// 不直接 return，继续执行到末尾进行清理
goto end_of_function; // 这里用 goto 是为了模拟，但目标是避免它
}
output_buffer = NULL; // 确保输出缓冲区指针也初始化
buffer_size = 0;
// 打开文件
fp = fopen(filename, "r");
if (fp == NULL) {
perror("Failed to open file"); // 打印系统错误信息
error_code = ERROR_FILE_OPEN;
// 不直接 return
goto end_of_function;
}
// 确定文件大小 (示例：为了分配精确大小的内存)
// 注意：fseek/ftell 在某些流（如 stdin）上可能行为不确定，但对普通文件通常是安全的
if (fseek(fp, 0, SEEK_END) != 0) {
perror("Failed to seek to end of file");
error_code = ERROR_READ_FAILED; // 可以用一个通用的读取失败码
goto end_of_function;
}
long file_size = ftell(fp);
if (file_size == 1) {
perror("Failed to get file size");
error_code = ERROR_READ_FAILED;
goto end_of_function;
}
if (fseek(fp, 0, SEEK_SET) != 0) {
perror("Failed to seek back to beginning of file");
error_code = ERROR_READ_FAILED;
goto end_of_function;
}
// 分配内存
// 为文件内容分配内存。注意：需要额外一个字节用于空终止符 ' '
// 如果文件非常大，这里可能分配失败
char buffer = malloc(file_size + 1);
if (buffer == NULL) {
perror("Failed to allocate memory");
error_code = ERROR_MEMORY_ALLOCATION;
goto end_of_function;
}
// 读取文件内容
size_t bytes_read = fread(buffer, 1, file_size, fp);
if (bytes_read != (size_t)file_size) {
perror("Failed to read entire file");
free(buffer); // 释放已分配的内存
buffer = NULL;
error_code = ERROR_READ_FAILED;
goto end_of_function;
}
// 成功处理
buffer[file_size] = ' '; // 添加空终止符
output_buffer = buffer;
buffer_size = file_size;
// error_code 仍然是 SUCCESS
// 统一出口点
end_of_function:
// 资源清理
if (fp != NULL) {
fclose(fp);
}
// 根据错误码处理，如果发生错误，需要释放已分配的内存
if (error_code != SUCCESS && output_buffer != NULL) {
free(output_buffer);
output_buffer = NULL;
buffer_size = 0;
}
return error_code; // 唯一 return
}
int main() {
char file_content = NULL;
size_t content_size = 0;
const char filename = "my_data.txt"; // 假设这个文件不存在或有其他问题
// 创建一个示例文件 (可选)
FILE temp_fp = fopen(filename, "w");
if (temp_fp) {
fprintf(temp_fp, "Hello, C error handling! ");
fclose(temp_fp);
}
printf("Reading file: %s ", filename);
int result = read_file_content(filename, &file_content, &content_size);
if (result == SUCCESS) {
printf("File read successfully! Content: %s ", file_content);
free(file_content); // 释放从函数返回的内存
} else {
fprintf(stderr, "Error occurred while reading file. Error code: %d ", result);
// 根据错误码进行更详细的处理
switch (result) {
case ERROR_INVALID_ARGUMENT:
fprintf(stderr, "Reason: Invalid input arguments. ");
break;
case ERROR_FILE_OPEN:
fprintf(stderr, "Reason: Could not open the file. ");
break;
case ERROR_MEMORY_ALLOCATION:
fprintf(stderr, "Reason: Memory allocation failed. ");
break;
case ERROR_READ_FAILED:
fprintf(stderr, "Reason: Failed to read file content. ");
break;
default:
fprintf(stderr, "Reason: Unknown error. ");
break;
}
}
return 0;
}
```
为什么这种方式避免了多处 `return`：
所有的 `return` 语句都被移除，或者通过 `goto` 指向唯一的出口点。
所有的资源清理（如 `fclose(fp)`, `free(buffer)`）都集中在 `end_of_function` 标签之后，确保无论发生什么错误，这些清理操作都会被执行（只要它们被恰当地放在错误路径的前面）。
关键在于，当错误发生时，我们设置 `error_code`，然后让控制流继续向下执行，直到统一的退出点。即使在中间设置了 `error_code`，函数的后续正常执行逻辑（如文件读取）会被 `if (error_code != SUCCESS)` 这样的检查跳过，或者逻辑本身就不会执行到错误路径之后的代码。
注意： 在上面的示例中，我使用了 `goto end_of_function;` 来 模拟 当错误发生时如何避免继续执行正常的成功路径，并最终跳到统一的出口点。实际的无 `goto` 实现中，你不会使用 `goto`。 而是通过 `if (error_code == SUCCESS) { ... }` 来控制代码块的执行。
b. 使用标志变量和条件判断（无 `goto` 的纯粹实现）
这种方式是 `error_code` 变量方法的纯粹实现，不依赖 `goto`。
示例（修改 `read_file_content` 函数）：
```c
include
include
include
define SUCCESS 0
define ERROR_INVALID_ARGUMENT 1
define ERROR_FILE_OPEN 2
define ERROR_MEMORY_ALLOCATION 3
define ERROR_READ_FAILED 4
int read_file_content_no_goto(const char filename, char output_buffer, size_t buffer_size) {
FILE fp = NULL;
int error_code = SUCCESS; // 错误码变量
char buffer = NULL; // 指向分配的内存
// 参数检查
if (filename == NULL || output_buffer == NULL || buffer_size == NULL) {
error_code = ERROR_INVALID_ARGUMENT;
} else {
output_buffer = NULL;
buffer_size = 0;
// 打开文件
fp = fopen(filename, "r");
if (fp == NULL) {
perror("Failed to open file");
error_code = ERROR_FILE_OPEN;
} else {
// 确定文件大小
if (fseek(fp, 0, SEEK_END) != 0) {
perror("Failed to seek to end of file");
error_code = ERROR_READ_FAILED;
} else {
long file_size = ftell(fp);
if (file_size == 1) {
perror("Failed to get file size");
error_code = ERROR_READ_FAILED;
} else {
if (fseek(fp, 0, SEEK_SET) != 0) {
perror("Failed to seek back to beginning of file");
error_code = ERROR_READ_FAILED;
} else {
// 分配内存
buffer = malloc(file_size + 1);
if (buffer == NULL) {
perror("Failed to allocate memory");
error_code = ERROR_MEMORY_ALLOCATION;
} else {
// 读取文件内容
size_t bytes_read = fread(buffer, 1, file_size, fp);
if (bytes_read != (size_t)file_size) {
perror("Failed to read entire file");
error_code = ERROR_READ_FAILED;
} else {
// 成功处理
buffer[file_size] = ' ';
output_buffer = buffer;
buffer_size = file_size;
// error_code 仍然是 SUCCESS
}
}
}
}
}
}
}
// 统一出口点
// 资源清理
if (fp != NULL) {
fclose(fp);
}
// 如果在过程中发生错误，释放可能已分配的内存
// 注意：这里要仔细处理 buffer == NULL 的情况
if (error_code != SUCCESS && buffer != NULL) {
free(buffer);
buffer = NULL; // 避免悬空指针
// 如果 error_code != SUCCESS，但 output_buffer 在某个成功路径被设置了
// 例如，前面的步骤成功，但后面的步骤失败了。
// 此时，我们不应该将 output_buffer 设置为 NULL，因为它是函数返回的值。
// 这个设计需要更精细。通常，如果 error_code 非 SUCCESS，
// output 参数会被忽略或被重置。
// 在这个例子中，如果 error_code != SUCCESS，说明 output_buffer
// 还没有被赋给 buffer。
// 如果 error_code != SUCCESS 且 buffer != NULL，说明 buffer 已经分配，
// 但文件读取或后续操作失败，buffer 需要被释放。
// output_buffer 的值不应该在这里被修改，因为它是由成功路径设置的。
}
return error_code;
}
```
这种纯粹条件判断的版本（无 `goto`）的挑战：
嵌套层级增加： 每个可能出错的操作都需要一个 `if (error_code == SUCCESS)` 或类似检查，导致代码嵌套层级非常深，难以阅读和维护。
资源清理的复杂性： 当一个资源在某个步骤分配，但在后续步骤失败时，你需要非常小心地在 `error_code` 被设置后执行正确的清理（例如，只释放 `buffer` 而不是 `fp`）。
输出参数的管理： 如果一个输出参数在中间步骤被赋值了，但后面的步骤失败了，那么在最终返回时，这个输出参数的值可能需要被重置为 `NULL` 或其他默认值，以避免调用者使用一个无效的指针。
为了解决嵌套和清理问题，通常会采用一些 C++ 中的 RAII（Resource Acquisition Is Initialization）模式的 C 语言版本，或者更简单的结构来简化逻辑。
2. 使用 `struct` 来返回多个值（包括错误信息）
当函数需要返回一个数据值以及一个状态（或错误码）时，可以定义一个结构体来包含两者。
步骤：
1. 定义结果结构体：
```c
typedef struct {
int status_code; // 0 for success, negative for errors
// ... 其他状态信息，如错误消息字符串
void data; // 指向返回的数据，如果是动态分配的
size_t data_size;// 数据的大小
} OperationResult;
```
2. 函数签名：
```c
OperationResult process_data_with_struct(const char input);
```
3. 函数内部逻辑：
初始化一个 `OperationResult` 结构体，设置 `status_code` 为成功。
在执行过程中，如果遇到错误，设置 `status_code` 为相应的错误值，并可以选择性地设置错误消息。
将函数要返回的数据（如果需要）填充到结构体的相应成员中。
统一出口点： 最后，返回这个 `OperationResult` 结构体。
示例：
```c
include
include
include
typedef struct {
int status_code;
char message; // 可选：用于错误描述
char data; // 指向读取的文件内容
size_t data_size;
} ReadFileResult;
define SUCCESS 0
define ERROR_INVALID_ARGUMENT 1
define ERROR_FILE_OPEN 2
define ERROR_MEMORY_ALLOCATION 3
define ERROR_READ_FAILED 4
ReadFileResult read_file_content_struct(const char filename) {
ReadFileResult result = {SUCCESS, NULL, NULL, 0}; // 初始化结构体
FILE fp = NULL;
// 参数检查
if (filename == NULL) {
result.status_code = ERROR_INVALID_ARGUMENT;
result.message = "Invalid filename provided.";
return result; // 可以是唯一的 return，因为没有资源需要释放
// 但更严谨的做法是继续到清理点
}
// 打开文件
fp = fopen(filename, "r");
if (fp == NULL) {
perror("Failed to open file");
result.status_code = ERROR_FILE_OPEN;
result.message = "Failed to open the specified file.";
return result; // 同样，这里简化处理
}
// 确定文件大小
if (fseek(fp, 0, SEEK_END) != 0) {
perror("Failed to seek to end of file");
result.status_code = ERROR_READ_FAILED;
result.message = "Failed to seek to end of file.";
// 资源清理需要在这里进行，所以不直接返回
} else {
long file_size = ftell(fp);
if (file_size == 1) {
perror("Failed to get file size");
result.status_code = ERROR_READ_FAILED;
result.message = "Failed to get file size.";
} else {
if (fseek(fp, 0, SEEK_SET) != 0) {
perror("Failed to seek back to beginning of file");
result.status_code = ERROR_READ_FAILED;
result.message = "Failed to seek back to beginning of file.";
} else {
// 分配内存
result.data = malloc(file_size + 1);
if (result.data == NULL) {
perror("Failed to allocate memory");
result.status_code = ERROR_MEMORY_ALLOCATION;
result.message = "Memory allocation failed.";
} else {
// 读取文件内容
size_t bytes_read = fread(result.data, 1, file_size, fp);
if (bytes_read != (size_t)file_size) {
perror("Failed to read entire file");
free(result.data); // 释放已分配的内存
result.data = NULL;
result.status_code = ERROR_READ_FAILED;
result.message = "Failed to read the entire file.";
} else {
// 成功处理
result.data[file_size] = ' ';
result.data_size = file_size;
result.status_code = SUCCESS; // 确保为成功
}
}
}
}
}
// 统一出口点
if (fp != NULL) {
fclose(fp);
}
// 如果发生错误，并且我们分配了内存但最终失败了，需要释放它
// 这个逻辑需要非常小心。如果 result.data 被成功赋值了，
// 调用者负责释放。如果 error_code 非 SUCCESS 且 result.data 被分配了，
// 那么在返回前需要释放。
// 在上面的例子中，`fread` 失败时已经释放了 result.data。
// 但如果分配内存后立即失败，result.data 会是分配的，错误码非成功，
// 需要在此处释放。
if (result.status_code != SUCCESS && result.data != NULL) {
// 这个分支在这里是安全的，因为如果成功，result.data 已经设置好
// 并且调用者会负责释放。如果失败，并且 result.data 非 NULL，
// 说明我们分配了但后续步骤失败了，需要自己清理。
// 注意：这种清理逻辑非常容易出错，需要仔细设计。
// 更好的做法是让 result.data 的释放由调用者在知道 status_code 的情况下处理。
// 如果在这里释放了，那么调用者就不能释放了。
// 一个更安全的模式是：函数负责分配，调用者负责释放（无论成功还是失败）。
// 为了遵循“统一出口点”且不使用 goto，这个结构体返回方式需要更精巧。
// 让我们重新思考：如果状态不是 SUCCESS，我们就不应该让 result.data
// 指向任何有效内存。所以，如果错误，即使分配了，也需要清空。
if (result.status_code != SUCCESS) {
// 如果不是 SUCCESS，我们确保 data 是 NULL，并且释放了之前可能分配的
if (result.data != NULL) {
free(result.data);
result.data = NULL;
result.data_size = 0;
}
}
}
// 如果是成功，result.data 是分配的内存，需要调用者释放。
// 如果是失败，result.data 应该为 NULL。
return result;
}
int main() {
const char filename = "my_data.txt";
// 创建一个示例文件 (可选)
FILE temp_fp = fopen(filename, "w");
if (temp_fp) {
fprintf(temp_fp, "Hello from struct return! ");
fclose(temp_fp);
}
printf("Reading file using struct return: %s ", filename);
ReadFileResult read_result = read_file_content_struct(filename);
if (read_result.status_code == SUCCESS) {
printf("File read successfully! Content: %s ", read_result.data);
// 调用者负责释放分配的内存
free(read_result.data);
} else {
fprintf(stderr, "Error reading file: %d %s ", read_result.status_code, read_result.message);
// 即使出错，也需要检查 read_result.data 是否非 NULL，以防万一（尽管我们设计时希望它为NULL）
if (read_result.data != NULL) {
free(read_result.data); // 还是保险起见
}
}
return 0;
}
```
优点：
将错误信息打包： 将数据和状态信息封装在一起，使得函数返回一个整体。
减少参数数量： 可以避免使用输出参数来传递状态码。
结构化： 返回值是结构化的，易于理解。
缺点：
内存管理复杂： 如果结构体中的指针成员指向动态分配的内存，那么函数内部需要仔细管理这些内存的分配和释放，并且在返回前确保状态码和数据指针的状态一致。调用者也必须知道何时释放这些内存。
返回的是副本： 返回结构体时，可能会复制整个结构体，如果是大型结构体，可能会有性能开销。如果结构体包含指针，复制的是指针值，而不是指针指向的数据。
在 C 语言中不如 C++ 的 `std::optional` 或 `std::expected` 直观。
3. 使用 `setjmp`/`longjmp`（不推荐用于常规错误处理）
`setjmp` 和 `longjmp` 是 C 语言提供的非局部跳转机制，可以用来模拟异常处理。它们可以将程序控制流直接跳转到 `setjmp` 调用处。
原理：
1. `setjmp(jmp_buf env)`:
记录当前的调用栈信息和程序状态到一个 `jmp_buf` 变量。
如果这是第一次调用 `setjmp`，它会返回 `0`。
如果它是从 `longjmp` 跳回来的，它会返回 `longjmp` 中传递的非零值。
2. `longjmp(jmp_buf env, int val)`:
将程序状态恢复到 `setjmp` 调用时的状态。
`val` 是一个非零整数，它将作为 `setjmp` 的返回值。
注意： `longjmp` 不会执行栈上的局部变量的析构函数（在 C 中没有析构函数），也不会释放资源。
如何用于错误处理：
1. 在函数的最顶层（或者某个可以捕获很多错误的层级）调用 `setjmp` 来设置一个恢复点。
2. 在函数内部的任何地方，如果发生错误，调用 `longjmp`，并将预先设置好的 `jmp_buf` 和一个非零的错误值传递进去。
3. 控制流会直接跳转回 `setjmp` 调用处。`setjmp` 会返回 `longjmp` 传递的值，我们可以在这里进行错误处理和资源清理。
示例（警告：这是不推荐的通用错误处理方式）：
```c
include
include
include
jmp_buf error_env; // 全局或传递给函数
// 函数可能出错
void process_something(int mode) {
printf("Entering process_something with mode: %d ", mode);
if (mode == 0) {
printf("Mode 0: Simulating error. ");
// 模拟一个错误，并跳转回 setjmp 的位置
longjmp(error_env, ERROR_INVALID_ARGUMENT); // 假设 ERROR_INVALID_ARGUMENT 是一个非零值
} else if (mode == 1) {
printf("Mode 1: Simulating another error. ");
longjmp(error_env, ERROR_FILE_OPEN);
}
printf("process_something finished successfully. ");
}
// 模拟一个需要资源清理的函数
void function_with_resource() {
printf("Entering function_with_resource. ");
// 假设这里分配了资源
void resource = malloc(100);
if (resource == NULL) {
longjmp(error_env, ERROR_MEMORY_ALLOCATION);
}
// 模拟一个会触发 longjmp 的情况
process_something(0); // 会触发 longjmp
// 如果 process_something 没有触发 longjmp，这里应该有清理代码
printf("function_with_resource finished successfully. ");
free(resource); // 这行代码永远不会被执行到
}
int main() {
int error_code;
printf("Setting up jump buffer... ");
error_code = setjmp(error_env); // 设置恢复点
if (error_code == 0) {
// 第一次进入，执行正常逻辑
printf("setjmp returned 0. Starting normal execution. ");
// 模拟一个可能出现错误的函数调用
function_with_resource(); // 这个函数内部会调用 longjmp
printf("Normal execution finished. "); // 这行代码不会被执行到
} else {
// 从 longjmp 跳回来，error_code 是 longjmp 的第二个参数
printf("setjmp returned %d. Handling error. ", error_code);
// 在这里进行错误处理和资源清理
switch (error_code) {
case ERROR_INVALID_ARGUMENT:
fprintf(stderr, "Error: Invalid argument. ");
break;
case ERROR_FILE_OPEN:
fprintf(stderr, "Error: File opening failed. ");
break;
case ERROR_MEMORY_ALLOCATION:
fprintf(stderr, "Error: Memory allocation failed. ");
// 注意：这里不会自动释放 function_with_resource 分配的资源
// 必须手动在所有可能的 longjmp 调用点之前进行资源清理，或者在这里统一处理
// 但通常问题是，你不知道具体是哪个资源出了问题，也无法知道它是否被分配了。
break;
default:
fprintf(stderr, "Unknown error. ");
break;
}
// 必须在这里确保所有可能分配的资源都被释放，否则会发生内存泄露。
// 这非常难以做到，因为你不知道哪个函数分配了资源，以及它是否成功了。
}
return 0;
}
```
为什么不推荐用于常规错误处理：
破坏结构化： `setjmp`/`longjmp` 就像是 C 语言的 `goto` 的一种更复杂的形式，它允许程序跳转到任意 `setjmp` 调用过的地方，完全打破了正常的函数调用栈顺序。
资源管理噩梦： 这是最严重的问题。当 `longjmp` 执行时，它不会调用任何堆栈上的局部变量的析构函数，也不会自动释放任何在 `setjmp` 和 `longjmp` 之间分配的资源（如内存、文件句柄）。这意味着你必须非常小心地确保在所有可能的 `longjmp` 路径中都能正确清理资源。这通常会导致大量的重复代码或非常复杂的资源管理逻辑，极易出错，造成内存泄露或资源未释放。
不可移植性： 在某些复杂的嵌套函数调用中，`setjmp`/`longjmp` 的行为可能难以预测或存在移植性问题。
难以调试： 调试使用 `setjmp`/`longjmp` 的代码会非常困难，因为程序的执行流程不是线性的。
总结 `setjmp`/`longjmp` 的适用场景：
它们主要用于实现协程（coroutines）或一些非常底层的系统级恢复机制，而不是作为 C 语言应用程序中处理一般性函数调用失败的常用方法。
总结和最佳实践
1. 错误码是首选： 使用整数错误码配合函数返回值（或输出参数）是 C 语言中最常见、最清晰、最可控的错误处理机制。
2. 实现单一出口点： 无论错误发生在哪里，都将控制流导向函数末尾的统一出口点，在那里执行所有必要的资源清理。
3. 避免 `goto` 和多处 `return`： 通过结构化的条件判断（`if` 语句）和错误码变量来管理流程，而不是通过跳转语句。
4. 使用 `struct` 封装： 当需要返回多个值（数据 + 状态）时，封装成 `struct` 是一个好方法，但要小心内存管理。
5. 谨慎使用 `setjmp`/`longjmp`： 它们会严重影响代码的可读性和资源管理，只在特定、非常必要的情况下使用。
通过遵循这些原则，你可以编写出更健壮、更易于理解和维护的 C 语言代码，即使在处理潜在的错误情况时。关键在于提前计划，并始终关注资源的生命周期管理。
网友意见
do {
break;
} while(0);
Goto不够优雅，对生成代码优化也不友好，实际上多年来关于要不要Goto一直有争论。
而多return的问题在于不好做资源释放，前一个初始化分配的资源如果后面有错是要释放的，这样就导致每次出错return时都要小心保证前面的资源会被释放，这样很容易写出错误代码。
do break while就是一种折衷方案，在while后面根据初始化完整情况统一做资源释放处理。本质上和Goto是一样的，只是没办法跳出两层循环，但是一般初始化代码里不会再有循环，如果有写成函数就好了。
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