CppCoreGuidelines I.10 使用异常

24 March 2022

I.10: Use exceptions to signal a failure to perform a required task

理由

不可忽视那种会导致不可预期的系统状态或计算结果的错误。大部分系统错误是因为这种疏忽导致的。

例子

int printf(const char* ...);    // bad: return negative number if output fails

如果输出失败， printf 的返回值会是负数。如果检查返回值的话，这个故障就被我们忽视了。

template<class F, class ...Args>
// good: throw system_error if unable to start the new thread
explicit thread(F&& f, Args&&... args);

thread 如果构造失败，就会抛出异常：

构造函数被 explicit 修饰后, 就不能再被隐式调用了。
thread 构造函数出错errc::resource_unavailable_try_again会抛出system_error（ thread ）

注意

什么是错误？

错误，意味着某个功能无法实现预期的目的（包括无法达到后置条件）。代码调用时，忽略错误，可能导致错误的结果或不确定的系统状态。比如，无法与远程服务器建立连接本身可能不是一个错误：服务器也可能因为自身原因拒绝所有连接请求，所以最自然的事情是返回一个结果，让调用者去检查无法连接的原因。然而，如果认为无法建立连接是一种错误，那么应该抛出一个异常。

例外

传统的接口函数（如 Unix 信号处理函数）使用错误码（ errno ）汇报实际错误状态。没有其他替代方案，因此调用这类函数可以违反此规则。violate the rule.

替代方案

如果你不能使用异常（比如代码中使用很多老式的 raw pointer，或者有硬实时要求），考虑使用以下方式，返回一对值：

#include <tuple>
tuple<int, int> do_something() {
    return make_tuple(1, 2);
}
int main()
{
    int val;
    int error_code;
    tie(val, error_code) = do_something();
    if (error_code) {
        cout << "val= " << val << ", error= " << error_code << endl;
    }
    return 0;
}

val= 1, error= 2

这个方式会产生未初始化的变量。因此C++17的“结构化绑定”功能可以直接从返回值初始化变量：

struct S {
    int val;
    int error_code;
};
S do_something() {
    return S(1, 2);
}
int main()
{
    auto [val, error_code] = do_something();
    if (error_code) {
        cout << "val= " << val << ", error= " << error_code << endl;
    }
    return 0;
}

val= 1, error= 2

注意

我们不认为性能是不用异常处理的原因。
通常情况，显式的出错检查和处理消耗的时间和空间与异常处理差不多。
通常，使用异常处理，简洁清晰的代码性能更好（通过程序优化，简化出错分支处理）。
对于性能要求高的代码，可以将出错检查移到性能关键代码外。
长期来看，普通的代码能更好的优化。声明性能指标前，最好仔细测量。

强化

本理论指南，无法直接检查。
审查使用 errno 的地方

programming 164

CppCoreGuidelines 475