C言語でerrnoを正しく扱う方法をわかりやすく解説

// errno_header.c
#include <stdio.h>   // printf
#include <errno.h>   // errno
int main(void) {
    // 何もしていないのでerrnoの値は未定義のまま(意味を持たない)
    // 成功・失敗の判定にerrnoを単独で使ってはいけません。
    printf("この時点のerrnoは意味を持ちません(値=%d)\n", errno);
    return 0;
}

この時点のerrnoは意味を持ちません(値=0)

// errno_fopen_example.c
#include <stdio.h>
#include <errno.h>  // errno, ENOENT など
#include <stdlib.h>

// errno の数値から代表的な定数名を返すヘルパ(学習用)
// 実装により未定義の定数がある可能性があるので #ifdef で保護
static const char* errno_name(int e) {
    switch (e) {
    #ifdef ENOENT
        case ENOENT: return "ENOENT";
    #endif
    #ifdef EINVAL
        case EINVAL: return "EINVAL";
    #endif
    #ifdef ERANGE
        case ERANGE: return "ERANGE";
    #endif
    #ifdef EDOM
        case EDOM:   return "EDOM";
    #endif
    #ifdef EAGAIN
        case EAGAIN: return "EAGAIN";
    #endif
    #ifdef ENOMEM
        case ENOMEM: return "ENOMEM";
    #endif
        default:     return "UNKNOWN_ERRNO";
    }
}

int main(void) {
    // 存在しないファイルをあえて開く
    const char* path = "no_such_file.txt";
    FILE* fp = fopen(path, "r");
    if (fp == NULL) {
        // 失敗を戻り値で検知 → 直後に errno を読む
        int saved = errno; // 退避が安全
        printf("fopen に失敗しました: path=%s\n", path);
        printf("errno=%d (%s)\n", saved, errno_name(saved));

        // エラーの種類で分岐(数値ではなく定数名で比較)
        if (saved == ENOENT) {
            printf("原因: ファイルが存在しません(ENOENT)\n");
        }
        return EXIT_FAILURE;
    }

    // ここは成功時の処理(この例では到達しません)
    fclose(fp);
    return EXIT_SUCCESS;
}

fopen に失敗しました: path=no_such_file.txt
errno=2 (ENOENT)
原因: ファイルが存在しません(ENOENT)

// errno_strtol_example.c
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <errno.h>
#include <limits.h>

int main(void) {
    const char* ok = "42";
    const char* huge = "9999999999999999999999999999";
    const char* bad = "abc";

    // 成功例: 成功時は errno を参照しない
    errno = 0; // クリアしてもよいが、成功時は使わないのが鉄則
    char* end = NULL;
    long v1 = strtol(ok, &end, 10);
    if (end != ok) {
        printf("OK: %s -> %ld\n", ok, v1);
    }

    // 範囲外(オーバーフロー)の例: errno==ERANGE を確認する
    errno = 0;             // 直前でクリアしておくと検知しやすい
    end = NULL;
    long v2 = strtol(huge, &end, 10);
    if (errno == ERANGE) {
        printf("ERANGE: 範囲外の数値です。入力=%s, 返却=%ld(例: LONG_MAX)\n", huge, v2);
    }

    // 数値でない入力の例: endptr で判定する(このケースは errno を使わない)
    errno = 0;             // ここでの errno は未使用
    end = NULL;
    long v3 = strtol(bad, &end, 10);
    (void)v3;              // 未使用抑止
    if (end == bad) {
        printf("INVALID: 数値が読み取れませんでした。入力=%s\n", bad);
    }
    return 0;
}

OK: 42 -> 42
ERANGE: 範囲外の数値です。入力=9999999999999999999999999999, 返却=9223372036854775807(例: LONG_MAX)
INVALID: 数値が読み取れませんでした。入力=abc

// errno_persists_example.c
#include <stdio.h>
#include <errno.h>

int main(void) {
    errno = 0;
    // 失敗して errno が設定される想定
    FILE* fp = fopen("no_such_file.txt", "r");
    if (!fp) {
        printf("失敗直後 errno=%d\n", errno);
    }

    // ここで成功する関数を呼んでも errno は自動で0に戻らない
    puts("これは成功する出力です");
    printf("成功後でも errno はそのまま=%d\n", errno);

    return 0;
}

失敗直後 errno=2
これは成功する出力です
成功後でも errno はそのまま=2

// errno_overwrite_example.c
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <errno.h>
#include <limits.h>

int main(void) {
    // 1) fopen の失敗で ENOENT になる想定
    FILE* fp = fopen("no_such_file.txt", "r");
    if (!fp) {
        int saved = errno; // 直後に退避
        printf("fopen 失敗: errno=%d\n", saved);

        // 2) 別の処理の途中で errno が別の値に変わる例(strtol の ERANGE)
        errno = 0;
        char* end = NULL;
        (void)strtol("999999999999999999999999", &end, 10); // 範囲外を意図
        printf("別処理後の現在の errno=%d\n", errno);

        // 退避済みの値を使って本来の原因を報告できる
        if (saved == ENOENT) {
            printf("本来の原因(退避した値): ENOENT(ファイルがない)\n");
        }
    }
    return 0;
}

fopen 失敗: errno=2
別処理後の現在の errno=34
本来の原因(退避した値): ENOENT(ファイルがない)

// errno_math_domain_example.c
#include <stdio.h>
#include <math.h>
#include <errno.h>

int main(void) {
    errno = 0;
    double x = acos(2.0); // 定義域 [-1,1] の外
    if (errno == EDOM) {
        printf("EDOM: 定義域エラーを検出しました。acos(2.0)\n");
    }
    // isnan による検査も併用できる
    if (isnan(x)) {
        printf("結果は NaN です\n");
    }
    return 0;
}

EDOM: 定義域エラーを検出しました。acos(2.0)
結果は NaN です