《More Effective C++》总结笔记——异常

Posted 2021-10-08 吴尼玛

异常

条款9：利用destructors避免泄露资源

• 只要坚持这个规则，把资源封装在对象内（类似智能指针shared_ptr），通常便可以在exceptions出现时避免泄露资源。
• 简单来说就是，当有资源可能在函数抛异常时而无法释放，这时可以将资源封装到对象内（RAII），利用对象的析构函数来自动释放资源，这样即使有exceptions发生，也不会有资源泄露。

条款10：在constructors内阻止资源泄露（resource leak）

• C++只会析构已构造完成的对象。对象只有在其constructor执行完毕才算是完成构造妥当。
• 由于C++不自动清理那些“构造期间抛出exceptions”的对象，所以你必须设计你的constructors，使它们在那种情况下亦能自我清理。通常这只需要将所有可能的exceptions捕捉起来，执行某种清理工作，然后重新抛出exception，使它继续传播出去即可。
• 但是，更优雅的做法实际上是将这些需要在constructor内初始化的对象视为资源，将它们交由智能指针来管理。
• 结论是：如果你以auto_ptr（C++11后使用shared_ptr或者unique_ptr）对象来取代pointer class members，你便对你的constructors做了强化工事，免除了“exceptions出现时发生资源泄露”的危机，不再需要在destructors内亲自动手释放资源，并允许const member pointers得以和non-const member pointers有着一样优雅的处理方式。

条款11：禁止异常（exceptions）流出destructors之外

Session::Session()
{
  try {
    logDestruction(this);
  }
  catch (...) {
  }
}

• 这里的catch语句块看起来什么都没做，但是外表容易骗人。这个语句块阻止了“logDestruction所抛出的exceptions”传出Session destructor之外。
• 有两个好理由支持我们“全力阻止exceptions传出destructors之外”。第一，它可以避免terminate函数在exception传播过程的栈展开（stack-unwinding）机制中被调用；第二，它可以协助确保destructors完成其应该完成的所有事情。

条款12：了解“抛出一个exception”与“传递一个参数”或“调用一个虚函数”之间的差异

• “抛出exception”与“传递参数”的相同点是：它们的传递方式有3中：by value（传值），by reference（传引用），by pointer（传指针）。然而视你所传递的是参数或exceptions，发生的事情可能完全不同。原因是当你调用一个函数，控制权最终会回到调用端（除非函数失败以至于无法返回），但是当你抛出一个exception，控制权不会再回到抛出端。
• “抛出exception”与“传递参数”的区别一：C++特别声明，一个对象被抛出作为exception时，总是会发生复制（copy）。即使catch语句参数时by reference，或者抛出对象声明为static也一样会发生复制。且复制动作永远是以对象的静态类型为本。
• “exception objects必定会造成复制行为”这一事实也解释了“传递参数”和“抛出exception”之间的另一个不同：后者常常比前者慢。
• 一般而言，你必须使用一下语句：

throw;
才能重新抛出当前的exception，其间没有机会让你改变被传播的exception的类型。此外，它也比较有效率，因为不需要产生新的exception object。

• “抛出exception”与“传递参数”的区别二：函数调用过程中将一个临时对象传递给一个non-const reference参数时不允许的，但对exception则属合法。
• “抛出exception”与“传递参数”的区别三：一般而言，调用函数传递参数过程中允许的隐式转换在“exceptions与catch子句相匹配”的过程中使不会发生的。
• “exceptions与catch子句相匹配”的过程中，仅有两种转换可以发生。第一种是“继承架构中的类转换”。第二种是从一个“有型指针”转为“无型指针”（所以一个参数为const void*的catch子句，可捕捉任何指针类型的exception）。
• “抛出exception”与“传递参数”的区别四：catch子句总是依出现顺序做匹配尝试。与虚函数调用比较，虚函数采用”best fit“（最佳吻合）策略，而exception处理机制采用”first fit“（最先吻合）策略。因此，绝对不要将”针对base class而设计的catch子句“放在”针对derived class而设计的catch子句“之前。

条款13：以by reference方式捕捉exceptions

• 相比于by reference方式，以by value方式捕获exception，会使被传递的对象发生两次复制，产生两个副本。其中一个构造动作用于“任何exceptions都会产生的临时对象”身上，另一个构造动作用于“将临时对象复制到catch的参数上”。
• 千万不要抛出一个指向局部对象的指针，因为该局部对象会在exception传离其scope时被销毁，因此catch子句会获得一个指向“已被销毁的对象”的指针。
• 如果catch by reference，你就可以避开对象删除问题（by pointer会面对的）——它会让你动辄得咎，做也不是，不做也不是；你也可以避开exception objects的切割问题（派生类对象的exception objects被捕捉并被视为基类对象的exception objects，将失去其派生成分。对象切割问题是由于静态编联导致的，使用引用和指针时不会发生）；你可以保留捕捉C++标准exceptions的能力；你也约束了exception objects需被复制的次数。

条款14：明智运用exception specifications

• exception specification示例，一个只抛出int类型exceptions的函数声明为：

void fun() throw(int);

• 如果函数抛出一个并未列入exception specification的exception，这个错误会在运行时期被检验出来，于是特殊函数unexpected会被自动调用。unexpected的默认行为是调用terminate。

• 想要避免这种unexpected的方法就是：

  • 不应该将templates和exception specifications混合使用。
  • 如果A函数内调用了B函数，而B函数无exception specifications，那么A函数本身也不要设定exception specifications。
  • 处理“系统”可能抛出的exceptions（如bad_alloc）。
• C++允许你以不同类型的exceptions取代非预期的exceptions。如果非预期函数的替代者重新抛出当前的exception，该exception会被标准类型bad_exception取而代之。

void convertUnexpected()
{
  throw;
}

set_unexpected(convertUnexpected);

• 如果你做了上述安排，并且每一个exception specifications都含有bad_exception，或者其基类，你就再也不必担心程序会于是非预期的exception时中止执行。

了解异常处理（exception handling）的成本

• 为了让exception的相关成本最小化，只要能够不支持exceptions，编译器便不支持；请将你对try语句块和exception specifications的使用限制于非用不可的地点，并且在真正异常的情况下才抛出exceptions。