Генерируйте исключения по значению, перехватывайте — по ссылке

 

 

Резюме

 

Генерируйте исключения по значению (не через указатель) и перехватывайте их как ссылки (обычно константные). Эта комбинация наилучшим образом соответствует семантике исключений. При повторной генерации перехваченного исключения предпочтительно использовать просто оператор throw;, а не инструкцию throw e;.

 

Обсуждение

 

При генерации исключения генерируйте его по значению. Избегайте использовать исключение-указатель, поскольку в этом случае вам придется столкнуться с массой вопросов управления памятью: вы не можете генерировать исключение-указатель на значение в стеке, поскольку до того, как указатель достигнет точки назначения, стек будет свернут. Вы можете генерировать исключение-указатель на динамически выделенную память (если, конечно, ошибка, о которой вы сообщаете, не состоит в нехватке памяти), но при этом вы возлагаете на catch-блок задачу по освобождению выделенной памяти. Если вы уверены, что вам надо генерировать именно указатель, подумайте, нельзя ли заменить его интеллектуальным указателем типа shared_ptr<T> вместо обычного T*.

При генерации по значению компилятор сам отвечает за запутанный процесс управления памятью, выделенной генерируемому объекту. Все, что требуется от вас, — это принять меры для гарантии того, что копирующий конструктор класса вашего исключения не может генерировать исключений (см. рекомендацию 32).

Если только вы не генерируете интеллектуальный указатель, который добавляет уровень косвенности для сохранения полиморфизма, перехватывать исключения следует по ссылке. Перехват по значению приведет к срезке в точке перехвата (см. рекомендацию 54), что лишит вас обычно весьма важного качества полиморфизма объекта исключения. Перехват по ссылке сохраняет полиморфизм объекта исключения.

При повторной генерации исключения e лучше просто писать оператор throw; вместо инструкции throw e;. Дело в том, что первый способ всегда сохраняет полиморфизм объекта повторно генерируемого исключения.

 

Примеры

 

Пример. Повторная генерация измененного исключения. При повторной генерации перехваченного исключения предпочтительно использовать простой оператор throw;.

catch (MyException& e) { // Перехват неконстантной ссылки

e.AppendContext("Перехват"); // Внесение изменения

throw; // Повторная генерация

// модифицированного исключения

}

 

Ссылки

 

[Dewhurst03] §64-65 • [Meyers96] §13 • [Stroustrup00] §14.3 • [Vandevoorde03] §20

 

Уведомляйте об ошибках, обрабатывайте и преобразовывайте их там, где следует

 

 

Резюме

 

Сообщайте об ошибках в тот момент, когда они обнаружены и идентифицированы как ошибки. Обрабатывайте или преобразовывайте их на самом нижнем уровне, на котором это можно сделать корректно.

 

Обсуждение

 

Сообщайте об ошибке (т.е. пишите throw) там, где функция обнаруживает ошибку, которую не может разрешить самостоятельно и которая делает невозможным продолжение выполнения функции (см. рекомендацию 70).

Обрабатывайте ошибку (т.е. пишите catch, который не генерирует повторно то же или иное исключение и не использует иной способ для дальнейшего уведомления об ошибке, например, код ошибки) там, где вы обладаете достаточной информацией, чтобы ее обработать, в том числе для обеспечения границ, определенных стратегией обработки ошибок (например, границ функции main или потоков; см. рекомендацию 62) и для поглощения исключений в телах деструкторов и функций освобождения ресурсов.

Преобразовывайте ошибку (т.е. пишите catch, который будет генерировать иное исключение или использовать иной способ для дальнейшего уведомления об ошибке, например, код ошибки) в следующих обстоятельствах.

• Для добавления высокоуровневого семантического значения. Например, в текстовом редакторе функция Document::Open может принимать низкоуровневую ошибку "неожиданное окончание файла" и преобразовывать ее в ошибку "неверный или поврежденный документ", добавляя соответствующую семантическую информацию.

• Для изменения механизма обработки ошибок. Например, в модуле, который внутренне использует исключения, но чей API в стиле С сообщает об ошибках посредством кодов ошибок, функции API должны перехватывать исключения и возвращать документированные коды ошибки, понятные вызывающему коду.

Код не должен перехватывать ошибку, если контекст не позволяет ему сделать с ней что- либо полезное. Если функция не может самостоятельно обработать ошибку (возможно, преобразовать или сознательно поглотить ее), то она не должна мешать ошибке распространяться далее, чтобы достичь вызывающего кода, который сможет ее обработать.

 

Исключения

 

Иногда оказывается полезным перехватить и повторно генерировать ту же ошибку (т.е. воспользоваться catch с последующим throw) для контроля за ошибками, несмотря на то, что в действительности обработки ошибки при этом не происходит.

 

Ссылки

 

[Stroustrup00] §3.7.2, §14.7, §14.9 • [Sutter00] §8 • [Sutter04] §11 • [Sutter04b]

 

Избегайте спецификаций исключений

 

 

Резюме

 

Не пишите спецификаций исключений у ваших функций, если только вас не заставляют это делать внешние обстоятельства (например, код, который вы не можете изменить, уже ввел их; см. исключения к данному разделу).

 

Обсуждение

 

Если говорить коротко — не беспокойтесь о спецификациях исключений. Основная проблема заключается в том, что спецификации исключений всего лишь "якобы" являются составной частью системы типов. Они не делают того, что от них ожидает большинство программистов, и вам почти никогда не надо то, что они на самом деле делают.

Спецификации исключений не являются частью типа функции за исключением тех случаев, когда они таки ею являются. Это не шутка — они по сути образуют "теневую" систему типов, из-за чего написание спецификаций исключений в разных местах программы оказывается:

• неверным — в инструкции typedef для указателя на функцию;

• разрешенным — в точно таком же коде, но без использования typedef;

• необходимым — в объявлении виртуальной функции, которая перекрывает виртуальную функцию базового класса со спецификацией исключений;

• неявным и автоматическим — в объявлении конструкторов, операторов присваивания, операторов присваивания и деструкторов, когда они неявно генерируются компилятором.

Весьма распространенным, но тем не менее не верным является убеждение о том, что спецификации исключений статически гарантируют, что функции будут генерировать только перечисленные исключения (возможно, не будут генерировать исключения вообще), что позволяет компилятору выполнить оптимизацию на основе данной гарантии.

В действительности же спецификации исключений делают нечто вроде бы и незначительное, но фундаментально отличающееся: они заставляют компилятор ввести в программу дополнительный код в форме неявных блоков try/catch вокруг тела функции для обеспечения проверки времени выполнения того, что функция действительно генерирует только перечисленные исключения или не генерирует их вообще, кроме тех случаев, когда компилятор может статически доказать, что спецификация исключений никогда не будет нарушена. В последнем случае компилятор может оптимизировать код, убрав описанную проверку. Спецификации исключений, кроме того, могут помешать дальнейшей оптимизации кода компилятором — так, например, некоторые компиляторы не могут делать встраиваемыми функции, имеющие спецификации исключений.

Однако хуже всего то, что спецификации исключений — очень "тупой" инструмент: при нарушении они по умолчанию немедленно прекращают выполнение программы. Вы можете зарегистрировать функцию-обработчик данного нарушения, но этот вряд ли вам поможет, поскольку такой обработчик только один на всю программу, и все, что он может сделать для того, чтобы избежать немедленного завершения программы, — это сгенерировать допустимое исключение. Но, напомним, такой обработчик — единственный для всего приложения, так что трудно представить, как можно сделать что-то полезное в такой ситуации или как узнать, какое исключение можно повторно сгенерировать в нем без вмешательства во все спецификации исключений (например, определить, что все спецификации исключений должны

включать некоторое общее исключение UnknownException, генерируемое обработчиком. Заметим, что это автоматически уничтожит все преимущества от использования спецификаций исключений).

Обычно вы не можете писать спецификации исключений для шаблонов функций, поскольку вы не можете в общем случае сказать заранее, какие типы исключений могут сгенерировать типы, с которыми будет работать шаблон.

Снижение производительности в обмен на введение ограничений практически всегда бесполезно. Это отличный пример преждевременной пессимизации (см. рекомендацию 9).

Нет простого пути решения описанных в данной рекомендации проблем. В частности, проблемы не решаются путем перехода к статическим проверкам. Программисты часто предлагают перейти от динамической проверки спецификаций исключений к статической, как это делается в Java и других языках программирования. Коротко говоря, это просто означает поменять шило на мыло, т.е. один ряд проблем на другой. Пользователи языков со статической проверкой спецификаций исключений не менее часто предлагают перейти к динамической проверке…

 

Исключения

 

Если вы перекрываете виртуальную функцию базового класса, которая уже имеет спецификацию исключений, и у вас нет возможности внести изменения в базовый класс и убрать спецификации исключений (или убедить сделать это автора класса), то вы должны использовать совместимую спецификацию исключений в вашей перекрывающей функции, причем следует сделать ее не менее ограничивающей, чем в базовой версии, чтобы минимизировать возможность нарушений спецификации исключений:

class Base { //... // В чужом классе имеется

virtual f() // спецификация исключений,

throw(X, Y, Z) ; // и если вы не можете

}; // ее удалить...

 

class MyDerived

: public Base { //... // ... то в вашем классе при

virtual f() // перегрузке функции она должна

throw(X, Y, Z); // иметь совместимую (желательно

}; // идентичную) спецификацию исключений

Из опыта [BoostLRG] следует, что только пустые спецификации исключений (т.е. throw()) у невстраиваемых функций "могут давать некоторое преимущество у некоторых компиляторов". Не слишком оптимистичное заявление для одного из наиболее продвинутых, разрабатываемого экспертами мирового уровня проекта…

 

Ссылки

 

[BoostLRG] • [Stroustrup00] §14.1, §14.6 • [Sutter04] §13

 

 

STL: контейнеры

 

Если вам нужен контейнер, по умолчанию используйте vector.

— Бьярн Страуструп (Bjarne Stroustrup),

[Stroustrup00] §17.7

 

Мы знаем, что вы уже предпочитаете использовать стандартные контейнеры вместо написанных вручную. Но какой именно контейнер следует использовать? Что должно (и что не должно) храниться в контейнерах и почему? Как следует заполнять контейнеры? Какие важные идиомы надо знать?

В этом разделе имеются ответы на все перечисленные (и не только) вопросы. И не случайно, что три первые рекомендации в нем содержат слова "Используйте vector...".

В этом разделе мы считаем наиболее значимой рекомендацию 79 — "Храните в контейнерах только значения или интеллектуальные указатели". К ней мы добавим — если даже вы не планируете применять [Boost] и [C++TR104] для иных целей, все равно воспользуйтесь их интеллектуальным указателем shared_ptr.