<errno.h>

<errno.h> 提供了宏 errno 以及一组错误码宏（如 EDOM、ERANGE 等）。它们用于让库函数在“失败时”给出更具体的原因。

在 C 语言里，常见的错误报告模式是：

1. 函数通过返回值表示成功/失败。
2. 当返回值表示失败时，再读取 errno 了解失败原因。

1. errno 是什么

errno 是一个可修改的左值 (modifiable lvalue)，其类型为 int；它通常被实现成宏。

当某些库函数发生错误时，它们会把 errno 设置为某个非零值（错误码）。但是：

1. 成功时不保证把 errno 置零。
2. 不是所有函数都会设置 errno。
3. 在支持多线程的实现中，errno 通常是线程局部存储 (Thread-local storage, TLS)。

因此，正确的用法是：先看函数的返回值，再决定是否读取 errno。

2. 典型用法模板

下面是一个通用模板：

#include <errno.h>

errno = 0;
/* 调用可能失败的函数 */
if (/* 返回值表示失败 */) {
    /* 此时再读取 errno */
    int e = errno;
    /* 处理 e */
}

先判断返回值，再看 errno

很多初学者直接检查 errno != 0 来判断失败，这是不可靠的，因为 errno 可能保留着上一次失败留下的值。

3. 示例：用 strtol 做健壮的字符串转整数

strtol 的常见失败包括：

1. 输入不是数字（没有发生任何转换）。
2. 转换结果超出 long 的表示范围（范围错误）。

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

int main(void) {
    const char* s = "9999999999999999999999";

    errno = 0;
    char* end = NULL;
    long x = strtol(s, &end, 10);

    if (end == s) {
        puts("no conversion");
        return 0;
    }

    if (errno == ERANGE && (x == LONG_MAX || x == LONG_MIN)) {
        puts("range error");
        return 0;
    }

    printf("%ld\n", x);
    return 0;
}

4. 示例：fopen 失败后用 perror 输出原因

perror 会根据当前 errno 输出一条人类可读的消息：

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

int main(void) {
    FILE* f = fopen("no_such_file.txt", "r");
    if (f == NULL) {
        perror("fopen");
        return 0;
    }

    fclose(f);
    return 0;
}

可能的输出：

bash

fopen: No such file or directory

errno 与 I/O 的关系

并非所有 I/O 失败都只靠 errno 判断。很多 I/O 接口还需要结合返回值与流状态（如 ferror、feof）一起判断。

5. 习题

1. 编写函数 int parse_i32(const char* s, int* out);，要求：
   1. 输入为十进制，允许前导空白与正负号。
   2. 当没有发生任何转换时返回错误。
   3. 当发生范围错误时返回错误，并能区分“超上界”和“超下界”。
2. 写一个小程序：读入一个文件路径，尝试打开并读取第一行；当打开失败时，使用 perror 输出原因。
3. 阅读并解释：为什么下面代码是不可靠的？给出修正版本。

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

long f(const char* s) {
    char* end = NULL;
    long x = strtol(s, &end, 10);
    if (errno != 0) {
        return 0;
    }
    return x;
}