throw, try {} catch {} 在现实世界中应该如何使用？

Question

我的意思是，我知道所有关于 throw, try {} catch {} 的语言规则，但我不确定我在现实世界中是否正确使用它们。请看下面的例子：

我们有一大段科学代码可以处理各种图像处理工作，最近我们决定对其进行修饰并使其更加健壮。经常使用的例程之一是 void rotate_in_place(float* image, image_size sz);

为了使其更加健壮，我们在代码开头添加了一些完整性检查：

void rotate_in_place(float* image, image_size sz) {
    // rotate_in_place does not support non-square image;
    if (sz.nx != sz.ny)  throw NonSquareImageError;
    // rotate_in_place does not support image too small or too large
    if (sz.nx <= 2 || sz.nx > 1024)  throw WrongImageSizeError;
    // Real rode here
    .....
}

现在的问题是，rotate_in_place() 被用在了 1000 多个地方，我是否应该用 try{} catch {} 包装每个 rotate_in_place() 调用，这在我看来会让代码非常臃肿。另一种可能性是不包装任何 try{} catch{} 并让程序退出，但这与仅使用有何不同

if (sz.nx != sz.ny) {
    cerr << "Error: non-squared image error!\n";
    exit(0);
}

简而言之，我不太确定使用 throw、try、catch 的真正好处，有什么好的建议吗？

Answer 1

例外情况的一般规则是，“直接呼叫站点是否关心这里发生的事情？”如果调用站点确实关心，那么返回状态代码可能是有意义的。否则，投掷更有意义。

这样考虑——当然，你的原地旋转方法有几个无效的参数类型，在这种情况下你可能应该抛出std::invalid_argument。例如，rotate_in_place 的调用者不太可能想要处理或知道如何处理图像不是正方形的情况，因此最好将其表示为异常。

另一种可能性是不要包装任何 try{} catch{} 并让 程序退出，但这与仅使用有什么不同

if (sz.nx != sz.ny) {
    cerr << "Error: non-squared image error!\n";
    exit(0);
}

这是不同的，因为如果以后有人想要获取您的功能并将其放入，例如，GUI 应用程序，他们不必根据错误终止程序。他们可以将该异常变成对用户来说很漂亮的东西或类似的东西。

它现在对您也有好处 - 即您不必为了编写错误而将 <iostream> 拉入该翻译单元。

我通常使用这样的模式：

int realEntryPoint()
{
    //Program goes here
}

int main()
{
    //Allow the debugger to get the exception if this is a debug binary
    #ifdef NDEBUG
    try
    #endif
    {
      return realEntryPoint();
    }
    #ifdef NDEBUG
    catch (std::exception& ex)
    {
      std::cerr << "An exception was thrown: " << ex.what() << std::endl;
    }
    #endif
}

Answer 2

每个处理错误的站点都需要try-catch 块。这完全取决于您的设计，但我怀疑您是否需要在每个 rotate_in_place 呼叫站点处理错误，您可能大部分时间都不会向上传播。

打印错误并使用exit 不好，原因有三个：

1. 您无法处理该错误。 exit 没有处理（除非它在错误非常严重时完成，但你的函数不知道——调用者可能有办法恢复）。
2. 您正在通过写入硬编码流来扩展函数的职责，这甚至可能不可用（这是rotate_in_place，而不是rotate_in_place_and_print_errors_and_kill_the_program_if_something_is_wrong）——这会损害可重用性。
3. 使用这种方法会丢失所有调试信息（您可以从未处理的异常生成堆栈跟踪，您无法对每次都退出的函数执行任何操作 - 未处理的异常是一个错误，但您可以遵循它来源）。

Answer 3

使用异常处理的要点在于以下简单规则：

• 一旦由于错误的用户输入（内部逻辑应通过断言/日志处理）而发生任何不良情况，立即抛出异常。尽可能快地抛出异常：与 .Net 异常相比，C++ 异常通常非常便宜。
• 如果您无法处理错误，请让异常传播。这意味着几乎总是这样。

要记住的是：异常应该冒泡到可以处理的程度。这可能意味着一个带有某种错误格式的对话框，或者这可能意味着一些不重要的逻辑将不会被执行，等等。

Answer 4

好吧，我同意真正使用异常会导致代码臃肿。这是我不喜欢它们的主要原因。

无论如何，就您的示例而言：抛出异常与仅使用 exit() 之间的主要区别在于，由于异常的处理发生（或应该发生）在生成错误/异常的程序片段之外，您没有指定函数/类的用户必须如何处理错误。通过使用异常，您可以进行不同的处理，例如中止程序、报告错误甚至从某些错误中恢复。

TLDNR：如果您使用异常，则代码的异常生成部分不需要指定如何处理异常情况。这发生在外部程序中，并且可以根据代码的使用方式进行更改。

Answer 5

如果函数调用成功，您可以做的是让 rotate_in_place 返回一个布尔值。并通过函数参数返回旋转后的图像。

bool rotate_in_place(float* image, image_size sz, float** rotated_image) {
    // rotate_in_place does not support non-square image;
    if (sz.nx != sz.ny)  return false;
    // rotate_in_place does not support image too small or too large
    if (sz.nx <= 2 || sz.nx > 1024)  return false;
    // Real rode here
    .....
    return true;
}

Answer 6

现在的问题是，rotate_in_place() 被用在了 1000 多个地方，我是否应该用 try{} catch {} 包装每个 rotate_in_place() 的调用，这在我看来会让代码非常臃肿。

它会的，而且它首先打破了使用异常的目的。

另一种可能性是不包装任何 try{} catch{} 并让程序退出，但这与仅使用 [...] 有何不同

您以后可以随时更改异常处理的位置。如果在某个时候你找到了一个更好的地方来明智地处理错误（也许从中恢复），那么这就是你放置catch 的地方。有时那是在你抛出异常的函数中；有时它在调用链中很靠前。

请在main 中添加catch-all，以防万一。从标准异常（例如std::runtime_error）派生异常可以更轻松地执行此操作。

Answer 7

视情况而定。

异常通常意味着被捕获/处理。在您的情况下，是否可以处理异常（例如，用户提供了非方形图像，因此您要求他们再试一次）。但是，如果您对此无能为力，那么cerr 就是您要走的路。

Answer 8

使用异常允许调用者决定如何处理错误。如果您直接在函数内调用exit，则程序将退出，而调用者无法决定如何处理错误。此外，使用exit，堆栈对象不会被展开。 :-(