【问题标题】:Using throws to control program flow?使用 throws 来控制程序流程?
【发布时间】:2016-11-29 11:11:28
【问题描述】:

程序通过class Menu与用户通信,所以main()是这样的:

int main() {
    try {
        Menu menu(/*...*/);
        while (true) {
            menu.printOptions();
            menu.chooseOption();
        }
    }
    catch (const char *error) { /*Resolve error.*/ }
    catch (int code) { /*Exit with code.*/ }
}

当前class Menu用于退出的选项如下:

void exit() {
    // Release memory.
    throw 0;
}

应该避免这样的构造吗?它们是否有一些不可预测(或不希望的)副作用?

【问题讨论】:

  • 使用异常机制作为控制结构流是不明智的。在这种特殊情况下,只需致电std::exit()
  • 我通常不会创建一个名为 exit 的函数,因为这会影响 std::exit 函数。正如@StoryTeller 建议的那样,我会小心使用std::exit 退出,因为它不会展开堆栈。
  • @TommyAndersen:它会超载它,而不是隐藏它。只有在重载解决方案中同时考虑两者的情况下才会有问题。我确实忘记了堆栈展开。绝对应该只是 return 的状态一直到 main。
  • @TommyAndersen - 不,exit 不会影响std::exit,因为std::exitexit 的名称不同。这就是我们有命名空间的原因。当然,除非你用using namespace std; 吹走std,在这种情况下你会自找麻烦。
  • @StoryTeller - 不,exit 不会超载std::exit。它们没有在同一范围内定义。

标签: c++ throw program-flow


【解决方案1】:

我会避免使用异常作为以这种方式控制流程的手段。相反,您可以将循环从while (true) 更改为检查菜单类状态的内容,例如while (menu.isAlive())。退出只是简单地将alive属性设置为false,这将结束while循环。

异常应该用于当前流无法恢复的情况,并且需要您将控制权返回给父流。话虽如此,没有什么可以阻止您以这种方式使用异常,但是我个人认为为错误处理设置异常已经足够糟糕了,因此隐藏了跳转,但让它们用于常规流程控制,绝对是我认为污染代码的东西,并使其难以预测。

异常有很多其他关于反模式的文章中也会发现的问题,即:

  • 它们在很多方面与goto 语句相似,因为它们在代码中创建了“不可见”的退出点,逻辑程序流程在某些点被中断,这确实会使单步执行代码变得更加复杂常规调试器。
  • 使用起来很昂贵。详情请参阅下文。
  • 使代码更难阅读。
  • 是设计问题的症状,应该予以解决。

我并不是在所有情况下都反对异常,但我不认为所有“错误”情况的处理都应该使用异常来完成,这取决于“错误”如何影响程序流程。例如,在错误(对不起,措辞不好)确实是异常状态的情况下,例如当套接字死亡,或者您无法分配新内存或类似情况时,它非常有意义。在这些情况下,异常是有意义的,尤其是因为异常很难被忽略。总之在我看来例外情况应该用于例外情况。

在 SO 和您可能感兴趣的其他 Stack Exchange 网站上还有其他解决此问题的答案:
Are exceptions as control flow considered a serious antipattern? If so, Why?
Why not use exceptions as regular flow of control?


关于异常性能的说明,它是特定于实现的异常处理方式,并且可能因编译器而异。然而,在采用非异常路径时,异常通常不会增加额外成本,但在采用异常路径时,有许多报告表明成本确实很高(https://stackoverflow.com/a/13836329/111143 提到成本是常规 @ 的 10 倍/20 倍987654331@ 在异常路径上)。

由于异常的实现特定于编译器,因此很难对此给出任何一般性的答案。但是检查编译器生成的代码可能会显示使用异常时添加的内容。例如,在捕获异常时,您需要抛出异常的类型信息,这为抛出异常增加了额外的成本。当您真正面临一个应该很少发生的异常状态时,这种额外的成本几乎没有什么区别。但如果用于控制常规程序流程,则成本高昂。

例如看下面一个通过抛出一个整数退出的简单代码示例:https://godbolt.org/g/pssysL 添加了全局变量以防止编译器优化返回值。将此与使用返回值的简单示例进行比较:https://godbolt.org/g/jMZhT2 当采用非异常路径时,异常的成本大致相同,但采用异常路径时成本会更高。同样,如果将异常用于真正的异常情况,这也可以,但在“异常路径”被更频繁地命中的情况下使用时,成本开始成为一个因素。

【讨论】:

  • “我认为有异常处理错误已经够糟糕了” - 将真正罕见且不可恢复的错误的控制流与更常见和可管理的流分离很难一件坏事。
  • @StoryTeller 我知道这是一个热门话题,而且确实是人们对此有强烈看法的话题。有些人认为将错误处理与控制流分开是一件好事(我部分同意),而另一些人则认为它使代码更难阅读,甚至可能隐藏某些错误处理部分(我也同意)。但我遵循你的论点:)
  • 对不起,但将它们等同于 goto 完全是错误的。在不进行分析的情况下称它们为扩展性是一种可能是错误的笼统陈述。您的另外两个要点更像是可怜的程序员的弊病,而不是异常中固有的东西。异常有不止几个有效的用例,而且由于大部分是迷信,它们在 20 多年里一直处于劣势。
  • 聊几句 1, 2 来权衡一下这个
  • 叹息。名为exit 的函数不会与std::exit“冲突”。他们有不同的名字。这就是命名空间的用途。如果你用using namespace std;std 吹走,你应该得到任何发生在你身上的事情。
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