异常应该在 C++ 中链接吗？ [复制]

Question

我刚刚完成了一个 C++ 程序的工作，在该程序中我实现了自己的异常（尽管派生自 std::exception）。当一个异常导致连锁反应、向上传播错误并引发其他异常时，我采用的做法是在模块（读取类）的每个适当步骤中连接错误消息。 IE。旧异常本身被删除并创建一个新异常，但错误消息更长。

这可能对我的小程序有用，但我最终对我的方法不太满意。一方面，除了最后一个例外，不保留行号（虽然目前没有应用）和文件名；确实，第一个例外中最感兴趣的信息。

我认为这可以通过将异常链接在一起来更好地处理；即旧异常在新异常的构造函数中提供。但这将如何实施？当它们超出方法的范围时，异常是否会消失，从而阻止使用异常指针？如果异常可以是任何派生类，如何复制和存储异常？

这最终让我考虑在 C++ 中链接异常是否是一个好主意。也许应该只创建一个异常，然后向其中添加其他数据（就像我一直在做的那样，但可能以更好的方式）？

您对此有何回应？是否应该将由另一个引起的异常链接在一起以保留一种“异常跟踪”——应该如何实现？ -- 还是应该使用单个异常并附加额外的数据 -- 应该如何做？

Answer 1

自从提出这个问题以来，C++11 的标准已经发生了显着的变化。 在有关异常的讨论中，我一直在忽略这一点，但以下方法（嵌套异常）可以解决问题：

使用std::nested_exception 和std::throw_with_nested

它在 StackOverflow here 和 here 上进行了描述，您可以在代码中获取异常的回溯，而无需调试器或繁琐的日志记录，只需编写适当的异常将重新抛出嵌套异常的处理程序。

由于您可以对任何派生的异常类执行此操作，因此您可以向此类回溯添加大量信息！ 你也可以看看我的MWE on GitHub，回溯看起来像这样：

Library API: Exception caught in function 'api_function'
Backtrace:
~/Git/mwe-cpp-exception/src/detail/Library.cpp:17 : library_function failed
~/Git/mwe-cpp-exception/src/detail/Library.cpp:13 : could not open file "nonexistent.txt"

Answer 2

如果您希望它比接收它的catch 块寿命长，除了throw; 重新抛出之外，有必要将数据从异常对象中复制到一个链中。 （其中包括，例如，如果 catch 块通过 throw obj; 退出。）

这可以通过将要保存的数据放在堆上，并在异常内的私有数据上实现swap（C++0x 中的move）来完成，例如。

当然，在使用带有异常的堆时需要小心……但话又说回来，在大多数现代操作系统中，内存过度使用完全阻止了 new 抛出，无论好坏。良好的内存余量和在完全崩溃时从链中删除异常应该保证它的安全。

struct exception_data { // abstract base class; may contain anything
    virtual ~exception_data() {}
};

struct chained_exception : std::exception {
    chained_exception( std::string const &s, exception_data *d = NULL )
        : data(d), descr(s) {
        try {
            link = new chained_exception;
            throw;
        } catch ( chained_exception &prev ) {
            swap( *link, prev );
        } // catch std::bad_alloc somehow...
    }

    friend void swap( chained_exception &lhs, chained_exception &rhs ) {
        std::swap( lhs.link, rhs.link );
        std::swap( lhs.data, rhs.data );
        swap( lhs.descr, rhs.descr );
    }

    virtual char const *what() const throw() { return descr.c_str(); }

    virtual ~chained_exception() throw() {
        if ( link && link->link ) delete link; // do not delete terminator
        delete data;
    }

    chained_exception *link; // always on heap
    exception_data *data; // always on heap
    std::string descr; // keeps data on heap

private:
    chained_exception() : link(), data() {}
    friend int main();
};

void f() {
    try {
        throw chained_exception( "humbug!" );
    } catch ( std::exception & ) {
        try {
            throw chained_exception( "bah" );
        } catch ( chained_exception &e ) {
            chained_exception *ep = &e;
            for ( chained_exception *ep = &e; ep->link; ep = ep->link ) {
                std::cerr << ep->what() << std::endl;
            }
        }
    }

    try {
        throw chained_exception( "meh!" );
    } catch ( chained_exception &e ) {
        for ( chained_exception *ep = &e; ep->link; ep = ep->link ) {
            std::cerr << ep->what() << std::endl;
        }
    }
}

int main() try {
    throw chained_exception(); // create dummy end-of-chain
} catch( chained_exception & ) {
    // body of main goes here
    f();
}

输出（适当地脾气暴躁）：

bah
humbug!
meh!

Answer 3

你可能想看看这个：http://www.boost.org/doc/libs/1_43_0/libs/exception/doc/boost-exception.html

这与 MS 在 C# 中所做的方法有些不同，但它似乎符合您的要求。

Answer 4

另一个想法是将相关数据添加到您的异常对象中，然后使用裸throw; 语句重新抛出它。我认为在这种情况下会保留堆栈信息，因此您仍然会知道异常的原始来源，但测试是个好主意。

我敢打赌，因为任何堆栈信息是否可用都是由实现定义的，所以在裸露的throw; 语句之后，无论它是否以任何方式保留，实现都会有更大的差异。