通过 const 引用捕获异常并丢弃 const

Question

这作为异常处理程序是否有效，其中T 是具有非const 成员函数func 的某个类？

换句话说：catch 是否保证直接绑定到（可修改的）异常对象，或者当您通过 const 引用捕获时，编译器是否可以做一些诡计？

catch(const T &t)
{
    const_cast<T &>(t).func();
}

Answer 1

来自[except.throw]：

使用操作数计算 throw 表达式会引发异常 (15.1)；异常对象的类型 通过从操作数的静态类型中删除任何顶级 cv 限定符并调整 从“T 的数组”或“返回 T 的函数”键入“指向 T”或“指向返回 T 的函数的指针”， 分别。

并且，强调我的：

抛出异常会复制初始化（8.5、12.8）一个临时对象，称为异常对象。这 临时是一个左值，用于初始化匹配处理程序（15.3）中声明的变量。

因此，如果我们抛出一个 cv T 类型的操作数，我们将复制初始化一个 T 类型的临时对象。

然后根据[except.handle]，const T&（用于非指针类型T）的处理程序匹配E类型的异常对象，如果：

• [...] E 和 T 是同一类型（忽略顶级cv-qualifiers），
• [...] T 是 E 的明确公共基类

这个处理程序被初始化：

由异常声明声明的变量，类型为 cv T 或 cv T&，从异常中初始化 对象，类型 E，如下：
— 如果 T 是 E 的基类，则变量从相应的基类子对象复制初始化（8.5） 异常对象的；
— 否则，变量会从异常对象复制初始化 (8.5)。

因此，如果我们通过 const T& 捕获，我们正在复制初始化来自异常对象的引用——我们从上一节中知道，它要么是 T 类型，要么是从 T 公开派生的。来自 [dcl.init.参考]：

对“cv1T1”类型的引用由“cv2T2”类型的表达式初始化，如下所示：
— 如果引用是左值引用和初始化表达式
— 是一个左值（但不是位域），并且“cv1 T1”与“cv2 T2”引用兼容，或者 [...]

那么在第一种情况下引用绑定到初始化表达式左值

关键是临时异常对象还是一个左值。因此，如果我们的处理程序与 const T& 匹配，我们知道该引用直接绑定到 T 或 D 类型的对象（其中 D 派生自 T） - 无论哪种方式，它都是与 const T 引用兼容的类型.因此，没有未定义的行为。如果临时对象是右值或处理程序可以匹配更广泛的类型，那么将创建一个类型为 const T 的临时对象 - 并且您的 const_cast 肯定是未定义的行为。

虽然您的代码在符合标准的编译器上没有表现出未定义的行为，但确实没有理由不这样做：

catch(T &t)
{
    t.func();
}

Answer 2

（我使用的是 C++11；我需要更新；））

15.1/3（强调我的）：

throw-expression 初始化一个临时对象，称为异常对象，其类型是通过从静态类型中删除任何顶级 cv-qualifiers 来确定的throw的操作数

这意味着异常对象永远不会“天生 const”，因此不应触发未定义的行为来修改。

Answer 3

我没有看到标准中有任何“诡计”的证据。不能证明是负面的，但我相信你是“安全的”。 constness 在形式上似乎与此等效：

T obj;
const T& t = obj;
const_cast<T &>(t).func();

也就是说，constness 首先出现在存在于 catch 块中的引用上，就是这样。

但这一切确实引出了一个问题：如果您无法通过查看来确定，那为什么要这样做？

一定要抓住T&。

Answer 4

正如它所说的here：

如果 catch 子句的参数是引用类型，对其所做的任何更改都会反映在异常对象中，并且如果使用 throw 重新抛出异常，则可以被另一个处理程序观察到；

因此这表明修改异常对象是安全的，并且更改将是可观察的。

但是，应该考虑仅通过普通引用进行捕获。或者，如果函数仅适用于标记为 mutable 的成员，则创建函数 const。

任何这些听起来都不可读，并且可能使共同开发者充满敌意。