C++异常设计答案

【问题标题】：C++ exception designC++异常设计
【发布时间】：2016-01-14 17:08:39
【问题描述】：

我想为我的应用程序设计异常类层次结构，这里是我使用的设计点：

异常应派生自标准异常类（即std::exception、std::logic_error 和std::runtime_error）。
异常类应该能够获取错误描述（即所谓的what）和错误发生的位置（const std::string &file, int line）
Exception 不应在构造期间或从任何其他成员引发任何异常。

鉴于此，我有：

#define throw_line(TException, what) throw TException((what), __FILE__, __LINE__)

class AnException : public std::exception {
public:
    AnException(const std::string &what, const std::string &file, int line) noexcept {
        try {
            what_ = what;
            file_ = file;
            line_ = line;
        } catch (std::exception &e) {
            was_exception_ = true;
        }
    }
    virtual ~AnException() noexcept {}

    virtual const char *what() const noexcept override {
        if (was_exception_) {
            return "Exception occurred while construct this exception. No further information is available."
        } else {
            try {
                std::string message = what_ + " at " + file_ + ":" + std::to_string(line);
                return message.c_str();
            } catch (std::exception &e) {
                return "Exception occurred while construct this exception. No further information is available."
            }
        }
    }
};

class ParticularException : public AnException {
    ...
}

如您所见，构造这样的类似乎有些复杂，因为我们绝对不应该在构造函数（否则将调用 std::terminate()）或 what() 成员中出现异常。

问题：这个例子是一个好的设计还是我应该删除一些限制（比如，有文件/行信息）来简化它？有没有更好的办法？

我可以随意使用 C++11/C++14，但尽量不要使用 C++17，因为它尚未完成，编译器可能无法完全实现它。

注意：我希望这段代码是跨平台的。

提前致谢。

编辑 1： 后续问题：我如何停用文件/行信息，但将其保留在日志中？可能打印堆栈跟踪是比我现在拥有的更好的解决方案？我的意思是离开仅包含错误消息 (what) 的异常类，并在异常处理链的上层调用 print_backtrace 之类的东西。

【问题讨论】：

FILE 通常扩展为文字。这意味着您应该能够使用... template constructor(const char (&array)[N])... ...这可以防止异常。您可以以类似的方式强制使用文字。
请参阅stackoverflow.com/a/24520735/576911 了解如何使您的异常复制构造函数为 noexcept。

标签： c++ c++11 exception exception-handling c++14

【解决方案1】：

关于我的评论，取决于文字是否可以接受，我有这样的想法：

#include <array>
template <int N> constexpr std::size_t arraySize(const char (&)[N]){return N;}

template <class ExceptT, std::size_t whatN, std::size_t fileN>
  class MyExcept : public ExceptT
{
  static_assert(std::is_base_of<std::exception, ExceptT>::value, "bad not base");

  public:
    MyExcept(
      const char (&what)[whatN],
      const char (&file)[fileN],
      int line) noexcept
    : ExceptT(""), //Using our own what
      what_(), file_(), line_(line)
    {
      std::copy(std::begin(what), std::end(what), begin(what_));
      std::copy(std::begin(file), std::end(file), begin(file_));
    }

    virtual const char *what() const noexcept override
    {
      //....
    }

  private:
    std::array<char,whatN> what_;
    std::array<char,fileN> file_;
    int line_;
};

#define throw_line(TException, what) throw MyExcept<TException,arraySize(what),arraySize(__FILE__)>(what,__FILE__, __LINE__)

void driver()
{
  throw_line(std::runtime_error, "Hoo hah");
}

我添加了一些允许从 std::exception 类型派生的代码（类型需要带有单个文字参数的构造函数（可以检查这也是 noexcept）。我传递给它的是一个空字符串文字，所以 std: :exception 类至少不应该抛出。我正在使用 static_assert 来检查这一点。

它不能投入建设......
它派生自 std::exception...
它包含“固定”的内容和位置

【讨论】：

【解决方案2】：

这通常只发生在你想在另一个 catch 块中而不是最外面的 catch 块中捕获某些错误时。如果我看到需求，我只会开始这样做。我记得我的 system-call-read() 包装器会为 EOF 抛出一个不同的异常——因为有时需要捕获它。然后我有一个系统错误异常和一个正常的消息异常，因为 std::exception 不使用某些编译器存储任何消息。

单独的异常类被过度使用，就像过度使用抛出规范一样。

请记住，如果您想在最外层捕获块之外的其他地方捕获某个错误，您需要能够对错误执行一些操作，而不是重新抛出它。通常从 what() 返回的字符串应该已经足以告诉你发生了什么样的错误。因此，出于打印原因，无需重载异常类型。

【讨论】：