معالجة الأخطاء

C لا تملك try/catch

في Python أو Java، الخطأ يرمي استثناء ينتقل تلقائيًا حتى يلتقطه أحد. في C لا يحدث شيء تلقائيًا: الدالة تُرجع قيمة تدلّ على الفشل، وإذا لم تفحصها يكمل برنامجك بقيم خاطئة بصمت. لذلك القاعدة الأولى: افحص قيمة إرجاع كل دالة قد تفشل.

FILE *f = fopen("x.txt", "r");
if (f == NULL) {
    fprintf(stderr, "تعذّر فتح الملف\n");
    return 1;
}

اطبع رسائل الخطأ على stderr لا stdout: هكذا تظهر للمستخدم حتى لو حوّل المخرجات العادية لملف (./app > out.txt).

كل دالة في المكتبة لها طريقتها: fopen وmalloc تُرجعان NULL، وscanf تُرجع عدد القيم المقروءة، وfclose تُرجع EOF عند الفشل. اقرأ صفحة الدالة (man fopen على Linux) لتعرف ماذا تُرجع.

errno و perror

كثير من دوال المكتبة تضع رقم سبب الفشل في متغيّر اسمه errno، وperror وstrerror تحوّلانه لرسالة مفهومة:

#include <errno.h>
#include <string.h>

FILE *f = fopen("missing.txt", "r");
if (f == NULL) {
    int err = errno;                              // احفظه فورًا
    perror("missing.txt");                        // missing.txt: No such file or directory
    fprintf(stderr, "السبب: %s\n", strerror(err));
}

قاعدتان مهمّتان:

1. errno له معنى فقط بعد فشل. الدوال الناجحة قد تترك فيه قيمة قديمة أو تغيّره، فلا تفحص errno لتعرف هل حدث خطأ؛ افحص قيمة الإرجاع أولًا، ثم اقرأ errno لتعرف السبب.
2. احفظه فورًا. أي استدعاء آخر (حتى printf) قد يغيّره.

الاستثناء: دوال مثل strtol لا تملك قيمة إرجاع خاصة بالفشل، فتضع errno = 0 قبلها وتفحصه بعدها (مشروح في درس تحويل النصوص والأرقام).

دوالك أنت: كيف تُبلّغ عن الخطأ؟

النمط المعتاد: الدالة تُرجع رمز حالة (0 نجاح، وغيره فشل)، وتضع النتيجة الحقيقية عبر مؤشّر:

int safe_divide(int a, int b, int *out) {
    if (b == 0) return -1;     // فشل
    *out = a / b;
    return 0;                  // نجاح
}

int main(void) {
    int r;
    if (safe_divide(10, 0, &r) != 0) {
        fprintf(stderr, "قسمة على صفر\n");
    }
    if (safe_divide(10, 2, &r) == 0) {
        printf("%d\n", r);     // 5
    }
    return 0;
}

التنظيف عند الفشل: goto cleanup

حين تفتح عدّة موارد (ملف، ذاكرة، ملف آخر) وقد يفشل أي خطوة، يجب أن تحرّر ما فتحته قبل الخطأ فقط. تكرار fclose وfree في كل فرع مصدر تسرّب. النمط المعتمد في كود C الحقيقي (ومنه نواة Linux) نقطة تنظيف واحدة في آخر الدالة:

#include <ctype.h>   // toupper

int copy_upper(const char *src, const char *dst) {
    int status = -1;
    char *buf = NULL;
    FILE *out = NULL;
    FILE *in = fopen(src, "r");
    if (in == NULL) goto cleanup;

    buf = malloc(256);
    if (buf == NULL) goto cleanup;

    out = fopen(dst, "w");
    if (out == NULL) goto cleanup;

    while (fgets(buf, 256, in) != NULL) {
        for (char *p = buf; *p; p++) *p = (char)toupper((unsigned char)*p);
        fputs(buf, out);
    }
    status = 0;

cleanup:
    if (out) fclose(out);
    free(buf);              // free(NULL) آمنة
    if (in) fclose(in);
    return status;
}

int main(void) {
    if (copy_upper("missing.txt", "out.txt") != 0) perror("copy_upper");
    return 0;
}

goto سيّئة السمعة حين تقفز عشوائيًا، لكن هذا الاستخدام (القفز للأمام إلى التنظيف فقط) واضح ومقبول على نطاق واسع.

رموز الخروج من main

return 0;              // نجاح، أو EXIT_SUCCESS
return 1;              // فشل، أو EXIT_FAILURE (من stdlib.h)

السكربتات وأدوات CI تعتمد على هذا الرقم: ./app && echo نجح لا يطبع شيئًا إذا أرجع برنامجك قيمة غير صفرية. ومن داخل أي دالة يمكنك إنهاء البرنامج بـ exit(EXIT_FAILURE).

assert: لأخطاء المبرمج لا المستخدم

#include <assert.h>

void set_age(int *age, int value) {
    assert(age != NULL);   // يجب ألا يحدث أبدًا إذا كان الكود صحيحًا
    *age = value;
}

assert يوقف البرنامج برسالة تحدّد السطر إذا كان الشرط خطأ. استخدمه للافتراضات الداخلية التي تعني "هناك bug" إذا انكسرت. أما الأخطاء المتوقّعة (ملف غير موجود، إدخال غير صالح) فعالجها بـ if، لأن assert تُحذف كليًا عند الترجمة مع -DNDEBUG.

أخطاء شائعة

• تجاهل قيمة إرجاع malloc أو fopen أو scanf: البرنامج يكمل بمؤشّر فارغ أو قيمة عشوائية.
• فحص errno بدل قيمة الإرجاع: قد تجد فيه قيمة قديمة من استدعاء سابق ناجح.
• طباعة الأخطاء على stdout: تضيع حين تُحوَّل المخرجات لملف.
• تسرّب الموارد في مسارات الفشل: كل return مبكّر يجب أن يحرّر ما قبله؛ goto cleanup يحلّ هذا.
• assert للتحقّق من إدخال المستخدم: تختفي في نسخة الإنتاج.

🎯 التالي: العمليات على البِتّات.