C语言函数调用：关于错误码和返回值传递的几个小思考

既然是函数调用，就一定会有 参数和返回值 的传递问题，因此也就产生了多种不同的编程范式，比如：

1. Posix 风格：函数返回值只用来表示成功(0)或失败(非0)，其他的输出结果都使用参数来传递。

2. Unix 风格：函数返回值即包括错误代码，也包括有用的输出结果。

3. GAI 风格：与 Posix 有点类似，函数执行成功时返回0，否则就返回非0。

今天，我们就来聊一聊这些 函数调用范式 在开发过程中的一些小思考。

假设有一个算法函数， 输入 两个整型参数， 输出 一个整型结果，并且 输出 一个错误代码。

第一种：输入、输出结果和错误码全部通过参数传递

既然所有的信息都是通过 参数 来传递的，那么函数定义就应该是下面这样:

void func1(int a, int b, int *result, int *err_code)
{
    int c = a + b;
    *result = c;
    err_code = 0;  // 沿用 Linux 中的习惯，0 表示没有发生错误。
}

因为 不需要 返回任何数据，因此函数签名的返回类型就是 void 。

因为调用者需要获取 输出结果和错误码 ，因此在形参中， result 和 err_code 需要传递指针类型的变量。

面对这样的函数签名，调用者就必须显示的定义两个变量 result 和 err_code ，用来 接收 函数的输出。

// 调用者代码

int result, err_code;
func(1, 2, &result, &err_code);
if (0 == err_code)
    printf("Success. result = %d \n", result);
else
    printf("Failed. err_code = %d \n", err_code);

这种函数范式的 优点 就是：在调用形式上统一，无论参数类型是什么(基础类型、结构体等待)，都是整齐划一的函数调用写法。

缺点就是有点 累赘 。

面对任何一个函数，调用者都必须定义一个 err_code 变量传递进去。

如果一个函数是过程控制类型的，压根就不会产生什么错误码，这样的函数调用就显得很臃肿，因为调用者压根就 不需要 检查错误码。

第二种：函数返回值表示错误码

也就是把第一种方式中的 err_code 参数，通过函数 返回值 赋值给调用者。

这种函数编程范式还是比较常见的， 返回值只表示错误码，其他的输出结果都通过参数引用(指针)来传递。

int func2(int a, int b, int *result)
{
    int c = a + b;
    *result = c;
    return 0;   // 返回错误码
}

这样的函数范式跟 POSIX 风格很像了。

面对这样的函数，调用者的写法就会变成这样：

// 调用者代码

int result, err_code;
err_code = func2(1, 2, &result);
if (0 == err_code)
    printf("Success. result = %d \n", result);
else
    printf("Failed. err_code = %d \n", err_code);

看起来好像跟第一种方式没有什么本质区别，但是再看一下下面这样的写法呢：

// 调用者代码

int result;
if (0 == func2(1, 2, &result))
    printf("Success. result = %d \n", result);
else
    printf("Failed.\n");

这样的代码风格，在 Linux 中是不是很常见？当不需要处理错误码时，这样的编程方式会 更方便 一些。

第三种：函数返回值表示输出结果

也就是把第一种方式中的 result 参数，通过函数返回值赋值给调用者。

int func3(int a, int b, int *err_code)
{
    int c = a + b;
    *err_code = 0;
    return c;
}

这有点类似 Unix 中的风格：

1. 返回结果中包括了有用的数据，但是它有一个局限：返回结果必须与错误码的类型一致。

2. 另外还有一个问题：如果 int 型的返回结果也可能是负数, 所以 Unix 中还必须使用另一个全局变量 errno 来单独存储错误码，存在线程安全问题(可以使用线程局部存储来解决)。

面对这样的函数签名，调用者的调用方式如下:

// 调用者代码

int result, err_code;
result = func3(1, 2, &err_code))

if (0 == err_code)
    printf("Success. result = %d \n", result);
else
    printf("Failed.\n");

这种方式的 缺点 与第一种一样：必须定义一个变量 err_code， 来接收错误码。

在不必要检查错误码的场合中，显得有点多此一举。

小 结

以上的这三种函数调用方式， 没有好坏之分 ，只与每一位开发者的编码习惯有关系。

而且在实际的项目代码中，这三种方式都能看得到。

如果函数输出结果是结构体呢？

刚才讨论的三种方式中，函数输出结果 reuslt 是一个整型，如果它是一个 结构体类型 的变量，那么哪一种方式相对比较好呢？

这就要注意另外两点了:

1. 结构体的赋值是需要时间开销的；

2. 结构体赋值时，需要考虑深拷贝、浅拷贝的问题。