C++初学者指南-3.自定义类型(第一部分)-异常
C++初学者指南-3.自定义类型(第一部分)-异常
文章目录
- C++初学者指南-3.自定义类型(第一部分)-异常
- 简介
- 什么是异常?
- 第一个示例
- 用途:报告违反规则的行为
- 异常的替代方案
- 标准库异常
- 处理
- 问题和保证
- 资源泄露
- 使用 RAII 避免内存泄漏!
- 析构函数:不要让异常逃脱!
- 异常保证
- 无抛出异常保证:noexcept (C++11)
简介
什么是异常?
可以在调用层次结构中向上抛出的对象。
- 抛出将控制权转移回当前函数的调用方
- 它们可以通过try…catch块捕获/处理
- 如果不处理,异常会向上传播,直到它们到达 main
- 如果main中没有处理异常,将会调用std::terminate
- std::terminate 的默认行为是中止程序
第一个示例
异常的最初动机是报告构造函数未能正确初始化对象,即未能建立所需的类不变量(构造函数没有可用于错误报告的返回类型)。
#include <stdexcept> // standard exception types
class Fraction {int numer_;int denom_;
public: explicit constexprFraction (int numerator, int denominator): numer_{numerator}, denom_{denominator}{if (denom_ == 0) throw std::invalid_argument{"denominator must not be zero"};}…
};
int main () {try { int d = 1;std::cin >> d;Fraction f {1,d}; …} catch (std::invalid_argument const& e) {// deal with / report error herestd::cerr << "error: " << e.what() << '\n';}…
}
运行上面代码
用途:报告违反规则的行为
- 前提条件违规
- 前提条件 = 关于输入的期望(有效函数参数)
- 违规示例: 越界容器索引/平方根为负数
- 宽契约函数在使用其输入值之前执行前置条件检查
在性能关键的代码中,如果传入的参数已经知道是有效的,那么人们不想支付输入有效性检查的成本,因此通常不会使用这些方法。
- 未能建立/保持不变量
- 公共成员函数无法设置有效的成员值
- 内存不足,向量vector增长失败
- 后置条件违规
- 后置条件 = 关于输出的期望值(返回值)
- 违规=函数未能产生有效的返回值或损坏全局状态
- 例子:
- 构造函数失败
- 无法返回除以零的结果
异常的优点和缺点
优点1:将错误处理代码与业务逻辑分离
优点2:错误处理集中化(在调用链的更高层)
优点3:现在,当没有抛出异常时,性能影响可以忽略不计
缺点1:但是,抛出异常 时通常会影响性能
缺点2:由于额外的有效性检查而影响性能
缺点3:容易产生资源/内存泄漏(更多见下文)
异常的替代方案
输入值无效(违反前提条件)
- 窄契约函数:在传递参数之前确保参数有效
- 使用可以排除无效值的参数类型
- 如今这是首选以获得更好的性能
未能建立/保留不变量
- 错误状态/标志
- 将对象设置为特殊的无效值/状态
无法返回有效值(违反后置条件)
- 通过单独的输出参数(引用或指针)返回错误代码
- 返回特殊的无效值
- 使用特殊的词汇类型,可以包含有效结果,也可以什么都不包含,就像C++17的std::optional或Haskell的Maybe
标准库异常
异常是 C++ 标准库使用继承的少数地方之一:
所有标准异常类型都是std::exception的子类型。
std::exception↑ logic_error| ↑ invalid_argument| ↑ domain_error| ↑ length_error| ↑ out_of_range| …↑ runtime_error↑ range_error↑ overflow_error↑ underflow_error…
try {throw std::domain_error{"Error Text"};
}
catch (std::invalid_argument const& e) {// 仅仅处理 'invalid_argument'异常…
}
// 捕捉其它所有异常
catch (std::exception const& e) {std::cout << e.what()// prints "Error Text"
}
一些标准库容器提供了宽契约函数,通过抛出异常来报告无效的输入值:
std::vector<int> v {0,1,2,3,4};
// 窄契约:不检查以获取最大性能
int a = v[6]; // 未定义行为
// 宽契约:检查是否超范围
int b = v.at(6); // throws std::out_of_range
处理
重新抛出异常
try { // potentially throwing code
}
catch (std::exception const&) { throw; // re-throw exception(s)
}
捕获所有异常
try { // potentially throwing code
}
catch (...) { // handle failure
}
集中异常处理!
- 如果同样的异常类型在许多不同的地方被抛出,可以避免代码重复。
- 对于将异常转换为错误代码很有用
void handle_init_errors () {try { throw; // re-throw! } catch (err::device_unreachable const& e) { … } catch (err::bad_connection const& e) { … } catch (err::bad_protocol const& e) { … }
}
void initialize_server (…) {try {…} catch (...) { handle_init_errors(); }
}
void initialize_clients (…) {try {…} catch (...) { handle_init_errors(); }
}
问题和保证
资源泄露
几乎任何一段代码都可能抛出异常导致对 C++ 类型和库的设计产生重大影响。
如果与以下内容一起使用,则可能是资源/内存泄漏的潜在来源
- 进行自己的内存管理的外部 C 库
- (设计不佳)不使用 RAII 进行自动资源管理的 C++ 库
- (设计不佳)在销毁时不清理资源的类型
示例:由于 C 风格的资源处理而导致的泄漏
即,两个单独的函数用于资源初始化(连接)和资源终止(断开连接)。
void add_to_database (database const& db, std::string_view filename) {DBHandle h = open_dabase_conncection(db); auto f = open_file(filename);// 如果 "open_file"抛出异常,则链接不会断开!// do work…close_database_connection(h);// ↑ 如果"open_file"抛出了异常不会执行上面代码
}
使用 RAII 避免内存泄漏!
RAII 又是什么?
- 构造函数:资源获取
- 析构函数:资源释放/终结
如果抛出异常:
- 局部作用域中的对象被销毁:被调用的析构函数
- 使用 RAII:正确释放资源
class DBConnector {DBHandle handle_;
public:explicitDBConnector (Database& db): handle_{make_database_connection(db)} {}~DBConnector () { close_database_connection(handle_); }// 使connector不能复制:DBConnector (DBConnector const&) = delete;DBConnector& operator = (DBConnector const&) = delete;
};
void add_to_database (database const& db, std::string_view filename) {DBConnector(db);auto f = open_file(filename);// 如果 'open_file' 抛出异常 ⇒ 连接关闭!// do work normally…
} // 连接关闭了!
如果你需要使用一个(比如来自C语言的)库,这个库采用独立的初始化和资源释放函数,那么就编写一个RAII包装器。
通常,如果无法控制引用的外部资源,将包装器设为不可复制(删除复制构造函数和复制赋值运算符)也是有意义的。
析构函数:不要让异常逃脱!
… 否则资源可能会泄露!
class E {
public:~E () { // throwing code ⇒ BAD!} …
};
class A {// some members:G g; F f; E e; D d; C c; B b;…
};
如果对象e析构时抛出异常的话会导致 f 和 g 对象的析构函数没有被调用。
在析构函数中: 捕获可能引发异常的代码!
class MyType {
public:~MyType () { …try {// y throwing code…} catch ( /* … */ ) {// handle exceptions…} …}
};
异常保证
如果引发异常:
不能保证
任何 C++ 代码都应该默认做出这个假设,除非它的文档另有说明:
- 操作可能会失败
- 资源可能泄露
- 可能会破坏不变性(= 成员可能包含无效值)
- 部分执行失败的操作可能会导致副作用(例如输出)
- 异常可能会向外传播
基本保正
- 不变量被保留,没有资源泄漏
- 所有成员都将包含有效值
- 执行失败操作的部分可能会导致一些副作用(例如,值可能已写入文件)
这是你最起码的目标!
强保证(提交或回滚语义)
- 操作可能会失败,但不会产生明显的副作用
- 所有成员都保留其原值
内存分配容器应该提供这一保证,即,如果在增长过程中内存分配失败,容器应保持有效和不变。
无抛出异常保证(最强)
- 保证操作成功
- 外部看不到任何异常(要么没有抛出异常,要么在内部被捕获了)
- 使用 noexcept 关键字进行记录和强制执行
在高性能代码和资源受限的设备上,首选此功能。
无抛出异常保证:noexcept (C++11)
void foo () noexcept { … }
- ‘foo’ 承诺永远不会抛出异常或让任何异常逃逸
- 如果一个异常从一个 noexcept 函数中逃逸了,程序会被终止
好好想想,你能不能遵守不抛出异常的承诺!
- noexcept是函数的接口的一部分(甚至是自C++17函数类型的一部分)
- 稍后将不抛出异常的函数更改为抛出异常的函数可能会破坏那些依赖不必处理异常的调用代码
有条件noexcept
A noexcept( expression ) | 如果表示式为真则声明A不抛出异常 |
A noexcept( noexcept( B ) ) | 如果B为不抛出异常则声明A也不抛出异常 |
默认情况下为 noexcept(true)
都是隐式声明的特殊成员
- 默认构造函数
- 析构函数
- 复制构造函数, 移动构造函数
- 复制赋值运算符、移动赋值运算符
- 继承的构造函数
- 用户定义的析构函数
以上这些都是默认noexcept(true)
除非
- 他们需要调用 noexcept(false) 的函数
- 明确的声明另有说明
附上原文地址
如果文章对您有用,请随手点个赞,谢谢!^_^
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安装Gitlab+Jenkins
GItlab概述 GitLab概述: 是一个利用 Ruby on Rails 开发的开源应用程序,实现一个自托管的Git项目仓库,可通过Web界面进行访问公开的或者私人项目。 Ruby on Rails 是一个可以使你开发、部署、维护 web 应用程序变得简单的框架。 GitLab拥有与…...
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php 命令行模式详解
PHP 的命令行模式(Command Line Interface, CLI)是 PHP 的一个特定版本或运行时配置,它允许 PHP 脚本在没有 Web 服务器的情况下直接在命令行环境中执行。CLI 版本的 PHP 通常不包含 CGI 或者其他 web server 接口,因此更轻量级&a…...
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Git 基础-创建版本库 git init、添加到暂存区git add、查看状态git status、查看改动git diff
目录 1.创建版本库 git init 1.创建版本库 git init 在目录中创建新的 Git 仓库。 你可以在任何时候、任何目录中这么做,完全是本地化的。 在目录中执行 git init,就可以创建一个 Git 仓库了。 注意: 没事不要手动修改 .git 目录里面的文件,不…...
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Python实现无头浏览器采集应用的反爬虫与反检测功能解析与应对策略
Python实现无头浏览器采集应用的反爬虫与反检测功能解析与应对策略 随着网络数据的快速增长,爬虫技术在数据采集、信息分析和业务发展中扮演着重要的角色。然而,随之而来的反爬虫技术也在不断升级,给爬虫应用的开发和维护带来了挑战。为了应…...
法国工程师IMT联盟 密码学及其应用 2023年期末考试题
1 在 Unix 下的安全性 (30 分钟) 1.1 问题 1 1.1.1 问题 我们注意constat到通过 SMTP 服务器发送“假”电子邮件(垃圾邮件)相对容易。越来越常见的做法是在 SMTP 连接之上部署dployer TLS 协议protocole(即 SMTPS)。这解决了垃圾…...
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魔行观察-AI数据分析-蜜雪冰城
摘要 本报告旨在评估蜜雪冰城品牌作为投资对象的潜力和价值,基于其经营模式、门店分布、人均消费、覆盖省份等关键指标进行分析。 数据数据源:魔行观察:http://www.wmomo.com/#/brand/brandDetails?code10013603 品牌概览 蜜雪冰城是中国…...
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如何在CSS中设置px值
在CSS中设置px(像素)值非常简单。px是CSS中最常用的长度单位之一,用于指定元素的大小、位置、间距等。 以下是一些示例,展示如何在CSS中使用px值: 设置元素宽度和高度 css复制代码 .box { width: 200px; /* 设置元素…...
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【linux】find命令详解
Linux中的find命令用于在文件系统中搜索符合条件的文件或目录。 一.基本语法 find [path] [expression] #path:搜索的起始目录,如果不指定,默认为当前目录 #expression:定义搜索条件的表达式 命令选项 -name 按文件名搜索 -size …...
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Android音频管理器探索与应用
在Android应用开发中,音频管理器是一个至关重要的组件,它负责处理设备的音频功能,包括音量控制、音频路由、音效处理以及与其他应用的音频交互。本文将深入探讨Android音频管理器的功能和应用,帮助开发者更好地理解和利用这一关键…...
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第4-5天:30余种加密编码和资产架构端口应用CDNWAF站库分离负载均衡
文章目录 前言知识点常见加密编码等算法解析 资产架构&端口&应用&CDN&WAF&站库分离&负载均衡资产架构番外安全考虑阻碍 前言 在安全测试中常见的敏感信息密码等会采用加密方式,因此作为一名安全人员要了解常见加密。 知识点 主要有存储加…...
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layui-按钮
1.用法 使用 用button标签 type"button" class"layui-button" 效果: 2.主题设置 前面都要加上layui-bin 3.尺寸设置 可以叠加使用! 4.圆角设置 加一个layui-bin-radius 5.按钮图标设置 里面加一个i标签 加class"layui-…...
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ES(笔记)
es就是json请求体代替字符串查询 dsl查询和过滤,一个模糊查询,一个非模糊查询 must,should 做模糊查询的,里面都是match,根据查询内容进行匹配,filter过滤,term词元查询,就是等值查…...
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2024 最新docker仓库镜像,6月,7月
目前下面的docker仓库镜像源还能使用。 vi /etc/docker/daemon.json添加如下配置{"registry-mirrors": ["https://hub.uuuadc.top", "https://docker.anyhub.us.kg", "https://dockerhub.jobcher.com", "https://dockerhub.icu&…...
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力扣:LCR 024. 反转链表(Java)
目录 题目描述:示例 1:示例 2:代码实现: 题目描述: 给定单链表的头节点 head ,请反转链表,并返回反转后的链表的头节点。 示例 1: 输入:head [1,2,3,4,5] 输出&#x…...
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11集在Docker上编译tensorFlow Lite MCU例子工程-《MCU嵌入式AI开发笔记》
【11集在Docker上编译tensorFlow Lite MCU例子工程-《MCU嵌入式AI开发笔记》】 这一集咱们一步一步的在doc下面编译TensorFlow Lite的例程 https://tensorflow.google.cn/lite/tutorials?hlzh-cn 进入这个例子: https://codelabs.developers.google.cn/codelabs/…...
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“自救模式”开启,低价股纷纷涨停,有个股10日8板!这一板块持续迎利好,
政策持续支持,中药板块估值处于低位。低价股反复活跃7月5日早盘,多只低价股开盘走高。在早盘涨停的34只个股中,18股最新价在3元/股以下,占比超过总数的五成。*ST天成、*ST景峰开盘快速涨停,均实现3连板;东方集团4连板,最新价达到0.94元/股。除涨停股外,还有*ST名家、星…...
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电动新浪潮:长安马自达CX-50与深蓝S7设计美学的较量
在电动化的浪潮中,汽车不仅是代步工具,更是个性与品味的展现。今天,我们将深入探讨两款电动SUV——长安马自达CX-50与深蓝S7,它们如何在设计美学上各领风骚,又如何在电动化的大潮中各显神通。随着环保理念的深入人心和政策的推动,电动车市场迎来了爆发式增长。消费者不再…...
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相差8000元!全新凯美瑞买燃油版,还是混动版?
前不久,广汽丰田全新凯美瑞正式上市,新车共有9款配置,分为2.0L燃油版和2.0L混动版,售价从17.18-20.68万元。全新凯美瑞在搭载2.0L混合动力总成后,售价方面有了大幅度的下调,17.98万元起步,顶配20.68万元,确实很有诚意。本期话题,我们就以凯美瑞入门的精英版两款车型来…...
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huggingface的self.state与self.control来源(TrainerState与TrainerControl)
文章目录 前言一、huggingface的trainer的self.state与self.control初始化调用二、TrainerState源码解读(self.state)1、huggingface中self.state初始化参数2、TrainerState类的Demo 三、TrainerControl源码解读(self.control)总结 前言 在 Hugging Face 中,self.s…...
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WebService的wsdl详解
webservice服务的wsdl内容详解,以及如何根据其内容编写调用代码 wsdl示例 展示一个webservice的wsdl,及调用这个接口的Axis客户端 wsdl This XML file does not appear to have any style information associated with it. The document tree is shown…...
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新品发布(仓库小助手)一机在手,轻松无忧
你是否曾为繁琐的货物管理而烦恼? 你是否为了记录货物信息忙前忙后? 近几年,陆续有收到客户在运营跨境代购中的一些反馈,特别是仓库管理这块,比如包裹的出入库、移库、修改包裹信息等,都需要在电脑上完成&…...