C 标准库 – errno.h
关键要点
<errno.h>是 C 标准库中的头文件，用于处理程序中的错误。- 它定义了
errno变量，记录系统调用或库函数失败时的错误代码。 - 研究表明，
<errno.h>提供了一套标准化的错误报告机制，适合调试和错误处理。
简介
<errno.h> 帮助程序员了解函数调用失败的原因。它包含一个叫 errno 的变量，当某些操作出错时，系统会设置这个变量的值，告诉我们发生了什么错误。比如，打开一个不存在的文件时，errno 可能会设置为 ENOENT，表示“没有该文件或目录”。
使用方法
你可以用 <errno.h> 检查错误，比如：
- 包含头文件：
#include <errno.h> - 调用函数后，检查
errno是否有值，比如if (errno != 0)。 - 用
strerror(errno)把错误代码转为可读的文字，比如“权限被拒绝”。
注意事项
errno在成功时不会改变，失败时才会被设置。- 在多线程程序中，每个线程有自己的
errno，不会互相干扰。 - 错误代码因操作系统不同可能有差异，建议用宏名（如
EACCES）而非数字。
详细报告：C 标准库 – 中文讲解
C 标准库中的 <errno.h> 头文件是程序错误处理的重要工具，提供了一种标准化的机制来报告和处理运行时错误。它定义了整数变量 errno，由系统调用和某些库函数在发生错误时设置，用于指示错误的类型。以下是详细的中文讲解，涵盖其功能、使用方法、适用场景和注意事项，基于多方研究资料整理。
1. 概述
<errno.h> 是 C 标准库中的一个头文件，主要用于提供错误报告和处理机制。研究表明，它是调试和诊断程序错误的重要工具，尤其在处理系统调用和库函数失败时。
- 核心功能：定义
errno变量，这是一个整数类型（int）的可修改左值，程序可以读取和修改它。errno用于存储最近一次错误的错误代码。 - 初始化：程序启动时，
errno被设置为零。库函数在成功执行时不会修改errno，但在发生错误时会将其设置为非零值。 - 线程安全：在多线程环境中，
errno通常被实现为线程本地存储（TLS），确保每个线程有自己的errno副本，不会互相干扰。
2. 错误代码和宏
<errno.h> 头文件定义了一系列表示不同错误代码的宏，这些宏扩展为类型为 int 的整数常量表达式。以下是常见错误代码的列表，基于多方资料整理：
| 错误代码 | 描述 | 示例场景 |
|---|---|---|
EPERM | 操作不允许 | 尝试以非 root 用户执行特权操作 |
ENOENT | 没有该文件或目录 | 打开一个不存在的文件 |
ESRCH | 没有该进程 | 尝试操作一个不存在的进程 ID |
EINTR | 中断系统调用 | 信号中断了系统调用 |
EIO | I/O 错误 | 磁盘读写失败 |
ENXIO | 没有该设备或地址 | 访问不存在的设备 |
E2BIG | 参数列表太长 | 命令行参数超过系统限制 |
ENOMEM | 内存不足 | 分配内存失败 |
EACCES | 权限被拒绝 | 尝试读取没有权限的文件 |
EFAULT | 坏地址 | 访问无效的内存地址 |
EBUSY | 资源忙 | 尝试卸载正在使用的文件系统 |
EEXIST | 文件已存在 | 尝试创建已存在的文件 |
EXDEV | 跨设备链接 | 尝试跨设备移动文件 |
ENODEV | 没有该设备 | 访问不存在的设备驱动 |
ENOTDIR | 不是目录 | 尝试在文件上使用目录操作 |
EISDIR | 是目录 | 尝试对目录执行文件操作 |
EINVAL | 无效的参数 | 传递了不合法的参数 |
ENFILE | 系统文件表溢出 | 系统打开的文件数达到上限 |
EMFILE | 打开的文件太多了 | 进程打开的文件描述符数超过限制 |
ENOTTY | 不是终端设备 | 在非终端设备上尝试终端操作 |
ETXTBSY | 文本文件忙 | 尝试修改正在执行的程序文件 |
EFBIG | 文件太大 | 文件大小超过系统限制 |
ENOSPC | 设备上没有空间 | 磁盘已满，无法写入 |
ESPIPE | 非法 seek | 在不支持 seek 的流上尝试定位 |
EROFS | 只读文件系统 | 尝试在只读文件系统上写入 |
EMLINK | 链接太多 | 文件硬链接数超过系统限制 |
EPIPE | 管道破损 | 写入已关闭的管道 |
需要注意的是，错误代码的具体数值可能因操作系统和 C 库实现而异，因此程序应使用这些宏名（如 ENOENT）而非硬编码数值，以确保跨平台兼容性。
3. 使用方法
使用 <errno.h> 的典型场景是检查函数调用是否成功，并处理可能的错误。以下是一个示例，展示如何处理文件打开失败：
#include <stdio.h>
#include <errno.h>
#include <string.h>
int main() {
FILE *fp = fopen("nonexistent_file.txt", "r");
if (fp == NULL) {
printf("Error opening file: %s\n", strerror(errno));
// strerror(errno) 将 errno 转换为可读的错误消息
} else {
fclose(fp);
}
return 0;
}- 步骤：
- 包含
<errno.h>头文件。 - 调用可能失败的函数（如
fopen），检查返回值。 - 如果函数失败（例如返回
NULL），检查errno的值。 - 使用
strerror(errno)将错误代码转换为可读的字符串，便于调试和日志记录。
- 注意事项：
- 在调用函数前，可以将
errno设置为零，以确保检测到函数是否修改了它。 - 只有当函数明确说明会设置
errno时，才应检查其值。成功执行的函数不会修改errno。
4. 适用场景
<errno.h> 特别适合以下场景：
- 错误诊断：用于在程序运行时诊断系统调用或库函数的错误。
- 调试：帮助开发者快速定位和理解程序中的错误。
- 跨平台兼容：提供标准化的错误处理机制，确保程序在不同操作系统上的可移植性。
5. 系统和平台相关性
- POSIX 标准：
<errno.h>是 POSIX 标准的一部分，起源于 UNIX 系统。 - 平台差异：
- 在 Linux（如 2.4.20-18 内核）中，
<errno.h>通常位于/usr/include/asm。 - 在 Windows 中，套接字编程使用
WSAGetLastError()而非errno，历史上曾重新定义 BSD 错误常量（如ECONNREFUSED变为WSAECONNREFUSED），但后来因冲突被注释。
6. 注意事项
- 性能影响：检查
errno的开销很小，适合频繁使用。 - 线程安全：在多线程程序中，
errno是线程本地存储，确保线程隔离。 - 避免依赖数值：由于错误代码可能因平台不同而变化，程序应使用宏名而非硬编码数值。
7. 研究背景与资料来源
本报告基于多方研究资料整理，包括以下来源：
这些资料确保了信息的全面性和准确性，涵盖了 2025 年 7 月 6 日前的最新研究成果。