上海营销型网站建站,扁平化企业网站,教人做家务的网站,企业网站设计策划案#x1f308; 个人主页#xff1a;Zfox_ #x1f525; 系列专栏#xff1a;C从入门到精通 目录 #x1f680; 前言#xff1a;C语言传统的处理错误的方式 一#xff1a; #x1f525; C异常概念二#xff1a; #x1f525; 异常的使用 2.1 #x1f4d6; 异常的抛出和… 个人主页Zfox_ 系列专栏C从入门到精通 目录 前言C语言传统的处理错误的方式 一 C异常概念二 异常的使用 2.1 异常的抛出和捕获2.2 异常的重新抛出2.3 异常安全2.4 异常规范 三 自定义异常体系四 异常的优缺点 4.1 C异常的优点4.2 C异常的缺点 总结 前言C语言传统的处理错误的方式
1. 终止程序
如assert缺陷用户难以接受。如发生内存错误等就会终止程序。另外assert仅在debug环境下起作用在release下不起作用。
2. 返回错误码
缺陷需要程序员自己去查找对应的错误。如系统的很多库的接口函数都是通过把错误码放到errno中表示错误。 实际中C语言基本都是使用返回错误码的方式处理错误部分情况下使用终止程序处理非常严重的错误。 一 C异常概念
异常是一种处理错误的方式当一个函数发现自己无法处理的错误时就可以抛出异常让函数的调用者直接或间接的处理这个错误。
throw : 当问题出现时程序会抛出一个异常。这是通过使用 throw 关键字来完成的。try : try 块中的代码标识将被激活的特定异常,它后面通常跟着一个或多个 catch 块。catch : 在你想要处理问题的地方通过异常处理程序捕获异常catch 关键字用于捕获异常可以有多个catch进行捕获。
如果有一个块抛出一个异常捕获异常的方法会使用 try 和 catch 关键字。try 块中放置可能抛出异常的代码try 块中的代码被称为保护代码。使用 try / catch 语句的语法如下所示
try
{// 保护的标识代码
}catch( ExceptionName e1 )
{// catch 块
}catch( ExceptionName e2 )
{// catch 块
}catch( ExceptionName eN )
{// catch 块
}二 异常的使用
2.1 异常的抛出和捕获
【异常的抛出和匹配原则】 异常是通过抛出对象而引发的该对象的类型决定了应该激活哪个catch的处理代码。被选中的处理代码是调用链中与该对象类型匹配且离抛出异常位置最近的那一个。抛出异常对象后会生成一个异常对象的拷贝因为抛出的异常对象可能是一个临时对象 所以会生成一个拷贝对象这个拷贝的临时对象会在被catch以后销毁。这里的处理类似于函 数的传值返回catch(…)可以捕获任意类型的异常问题是不知道异常错误是什么。实际中抛出和捕获的匹配原则有个例外并不都是类型完全匹配可以抛出的派生类对象 使用基类捕获。 【在函数调用链中异常栈展开匹配原则】 首先检查 throw 本身是否在 try 块内部如果是再查找匹配的 catch 语句。如果有匹配的则调到 catch 的地方进行处理。没有匹配的 catch 则退出当前函数栈继续在调用函数的栈中进行查找匹配的 catch。如果到达 main 函数的栈依旧没有匹配的则终止程序。上述这个沿着调用链查找匹配的catch子句的过程称为栈展开。所以实际中我们最后都要加一个 catch(…) 捕获任意类型的异常否则当有异常没捕获程序就会直接终止。找到匹配的catch子句并处理以后会继续沿着catch子句后面继续执行。 代码举例
double Division(int a, int b)
{
// 当b 0时抛出异常if (b 0) throw Division by zero condition!;else return ((double)a / (double)b);
}void Func()
{int len, time;cin len time;cout Division(len, time) endl;
}int main()
{try {Func();}catch (const char* errmsg {cout errmsg endl;}catch(...){coutunkown exceptionendl;}return 0;
}2.2 异常的重新抛出 有可能单个的 catch 不能完全处理一个异常在进行一些校正处理以后希望再交给更外层的调用链函数来处理catch 则可以通过重新抛出将异常传递给更上层的函数进行处理。 double Division(int a, int b)
{// 当b 0时抛出异常if (b 0){throw Division by zero condition!;}return (double)a / (double)b;
}void Func(){// 这里可以看到如果发生除0错误抛出异常另外下面的array没有得到释放。// 所以这里捕获异常后并不处理异常异常还是交给外面处理这里捕获了再重新抛出去。int* array new int[10];try {int len, time;cin len time;cout Division(len, time) endl;}catch (...){cout delete [] array endl;delete[] array;throw;}// ...cout delete [] array endl;delete[] array;}int main(){try{Func();}catch (const char* errmsg){cout errmsg endl;}return 0;}2.3 异常安全
构造函数完成对象的构造和初始化最好不要在构造函数中抛出异常否则可能导致对象不完整或没有完全初始化。析构函数主要完成资源的清理最好不要在析构函数内抛出异常否则可能导致资源泄漏(内存泄漏、句柄未关闭等)。C中异常经常会导致资源泄漏的问题比如在 new 和 delete 中抛出了异常导致内存泄漏在lock 和 unlock 之间抛出了异常导致死锁C经常使用RAII来解决以上问题。
2.4 异常规范
异常规格说明的目的是为了让函数使用者知道该函数可能抛出的异常有哪些。 可以在函数的后面接throw(类型)列出这个函数可能抛掷的所有异常类型。函数的后面接throw()表示函数不抛异常。若无异常接口声明则此函数可以抛掷任何类型的异常。
// 这里表示这个函数会抛出A/B/C/D中的某种类型的异常
void fun() throw(ABCD);
// 这里表示这个函数只会抛出bad_alloc的异常
void* operator new (std::size_t size) throw (std::bad_alloc);
// 这里表示这个函数不会抛出异常
void* operator delete (std::size_t size, void* ptr) throw();// C11 中新增的noexcept表示不会抛异常
thread() noexcept;
thread (thread x) noexcept;三 自定义异常体系 实际使用中很多公司都会自定义自己的异常体系进行规范的异常管理因为一个项目中如果大家随意抛异常那么外层的调用者基本就没办法玩了所以实际中都会定义一套继承的规范体系。这样大家抛出的都是继承的派生类对象捕获一个基类就可以了。 【使用场景】
在开发中一般会有多个部门负责多个模块例如数据库模块缓存模块网络模块。如果各个模块的相同类型异常都直接抛出来则无法区分是具体哪个模块出的问题因此需要派生类对象进行更加定制的设计。不同模块继承了基类设置了 what函数可以返回对应的str错误信息。catch (const Exception e) ——这里捕获父类对象就可以。通过 e.what() 记录日志——实现多态。
服务器开发中通常使用的异常继承体系
class Exception
{
public:Exception(const string errmsg, int id):_errmsg(errmsg), _id(id){}virtual string what() const{return _errmsg;}
protected:string _errmsg;int _id;
};class SqlException : public Exception //数据库模块
{
public:SqlException(const string errmsg, int id, const string sql):Exception(errmsg, id), _sql(sql){}virtual string what() const{string str SqlException:; //表示是数据库模块的问题str _errmsg;str -;str _sql;return str;}private:const string _sql;
};class CacheException : public Exception
{
public:CacheException(const string errmsg, int id):Exception(errmsg, id){}virtual string what() const{string str CacheException:;str _errmsg;return str;}
};class HttpServerException : public Exception
{
public:HttpServerException(const string errmsg, int id, const string type):Exception(errmsg, id), _type(type){}virtual string what() const{string str HttpServerException:;str _type;str :;str _errmsg;return str;}private:const string _type;
};void SQLMgr()
{srand(time(0));if (rand() % 7 0){throw SqlException(权限不足, 100, select * from name 张三);}//throw xxxxxx;cout 执行成功 endl;
}void CacheMgr()
{srand(time(0));if (rand() % 5 0){throw CacheException(权限不足, 100);}else if (rand() % 6 0){throw CacheException(数据不存在, 101);}SQLMgr();
}void HttpServer()
{// ...srand(time(0));if (rand() % 3 0){throw HttpServerException(请求资源不存在, 100, get);}else if (rand() % 4 0){throw HttpServerException(权限不足, 101, post);}CacheMgr();
}
int main()
{while (1){Sleep(500);try {HttpServer();}catch (const Exception e) // 这里捕获父类对象就可以{// 多态cout e.what() endl;}catch (...){cout Unkown Exception endl;}}return 0;
}四 异常的优缺点
4.1 C异常的优点
异常对象定义好了相比错误码的方式可以清晰准确的展示出错误的各种信息甚至可以包含堆栈调用的信息这样可以帮助更好的定位程序的bug。返回错误码的传统方式有个很大的问题就是在函数调用链中深层的函数返回了错误那么我们得层层返回错误最外层才能拿到错误具体看下面的详细解释。
1.下面这段伪代码我们可以看到ConnnectSql中出错了先返回给ServerStart
ServerStart再返回给main函数main函数再针对问题处理具体的错误。2.如果是异常体系不管是ConnnectSql还是ServerStart及调用函数出错都不用检查因
为抛出的异常异常会直接跳到main函数中catch捕获的地方main函数直接处理错误。int ConnnectSql()
{// 用户名密码错误if (...) return 1;// 权限不足if (...) return 2;
}
int ServerStart() {if (int ret ConnnectSql() 0) return ret;int fd socket();iffd 0return errno;
}
int main()
{if(ServerStart()0)...return 0;
}很多的第三方库都包含异常比如boost、gtest、gmock等等常用的库那么我们使用它们也需要使用异常。部分函数使用异常更好处理比如构造函数没有返回值不方便使用错误码方式处理。比如 T operator这样的函数如果pos越界了只能使用异常或者终止程序处理没办法通过返回值表示错误。
4.2 C异常的缺点
异常会导致程序的执行流乱跳并且非常的混乱并且是运行时出错抛异常就会乱跳。这会导致我们跟踪调试时以及分析程序时比较困难。异常会有一些性能的开销。当然在现代硬件速度很快的情况下这个影响基本忽略不计。C没有垃圾回收机制资源需要自己管理。有了异常非常容易导致内存泄漏、死锁等异常安全问题。这个需要使用RAII来处理资源的管理问题。学习成本较高。C标准库的异常体系定义得不好导致大家各自定义各自的异常体系非常的混乱。异常尽量规范使用否则后果不堪设想随意抛异常外层捕获的用户苦不堪言。所以异常规范有两点 一、抛出异常类型都继承自一个基类。 二、函数是否抛异常、抛什么异常都使用 func throw(); 的方式规范化。 总结
异常总体而言利大于弊所以工程中我们还是鼓励使用异常的。另外OO的语言基本都是用异常处理错误这也可以看出这是大势所趋。
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