12. Обработка ошибок

Проектирование больших систем наC++Коноводов В. А.кафедра математической кибернетики ВМКЛекция 1201.12.2017Обработка ошибокОсновные способы обработки ошибок:1. Возвращение ошибок2. Обработка исключенийВозвращение ошибокБудем возвращать из функции 1 (или false), если произошлаошибка.Чем это плохо?IЧтобы понять, в чем ошибка, нужно совершитьдополнительные действия.IОшибки могут произойти в каждой строчке кода.IКод обработки ошибок обычно плохо тестируется.IСложно обработать ошибки на большой глубине стекавызовов.std::optional (C++17)Шаблонный класс для хранения опционального значения.template<class T>class optional;Ioperator* или метод value — доступ к хранимомузначению.IМетод has_value — проверка того, что есть значение.IМетод value_or возвращает хранимое значение илипереданный параметр, если значения нет.IПустое значение std::nullopt.std::optional (C++17)Удобно возвращать объекты этого класса в функциях, где возможнакакая-то ошибка:std::optional<int> GetCount(const TParam& param) {auto it = Params2Int.find(param);if (it != Params2Int.end()) {return it->second;} else {return {};// or:// return std::nullopt;// return std::optional<int>();}}int main() {// ...if (auto count = GetCount(param)) {std::cout << "res = " << *count << std::endl;}}Исключения: напоминаниеМеханизм исключений — наиболее предпочтительныймеханизм передачи сообщений об ошибке в C++.Строки кода, в которых может сгенерироваться ошибка,заключаются в оберткуtry {/*here may be error*/} catch (/*what*/ ) {/*what to do*/} catch (/*what*/ ) {/*what to do*/} ...Когда происходит исключение, генерируется некоторый объектисключения.

Этот объект любой природы.Среди всех catch будет выбрана лучшая функция,соответствующая нашему аргументу. Если текущий блок неможет обработать исключение, то оно «проваливается»дальше на уровень выше.Примеры исключенийIИсключение std::bad_alloc при нехватке динамическойпамяти.IИсключение std::length_error при попытке сделатьразмер вектора или строки больше, чем max_size().IИсключение std::out_of_range при попытке функциейat() обратиться к контейнеру по некорректному индексу.Исключения: catchIcatch (MyException& ex) { ex.s = "error"; throw; }У этого единственного объекта ex было изменено поле s,его кидаем дальше и он изменен.Icatch (MyException& ex) { ex.s = "error"; throw ex; }Генерируем новое исключение с объектом ex, вызываетсяконструктор копирования, а старый уничтожится.Icatch (MyException ex) { ex.s = "error"; throw ex; }Изменили копию, копию скопировали и бросили.Icatch (MyException ex) { ex.s = "error"; throw; }Изменили копию, а кинули то же исключение (исходныйнеизмененный объект).Исключения и retryfor (int i = 1; ; ++i) {try {auto params = GetParams();auto result = GetResult(params);return;} catch (const std::exception& e) {if (i == MaxRetryCount) {std::cerr << "Error" << std::endl;throw;}std::cerr << "Error on " << i << std::endl;} catch (...) {std::cerr << "Fatal error" << std::endl;std::terminate();}}Исключения и retrytemplate <class TFunc>auto Retry(TFunc func, int maxAttemptsCount) {for (int i = 1; ; ++i) {try {return f();} catch (const std::exception& e) {std::cerr << "Error on " << i << std::endl;if (i == maxAttemptsCount) {std::cerr<< "max attempts has been reached"<< std::endl;throw;}}}}Исключения стандартной библиотекиСтандартная библиотека предоставляет иерархию классовисключений.

Базовый класс std::exception.I logic_errorIIIIinvalid_argumentdomain_errorlength_error...I runtime_errorIIIoverflow_errorrange_error...I bad_weak_ptrI bad_castI ...std::exception_ptr (C++11)IIIIХранит в себе исключения и имеет семантику указателя.Сохранить исключение можно черезstd::current_exception.Информация о типе исключения не теряется.Повторно сгенерировать исключение из этого объектаможно через std::rethrow_exception.int main() {std::exception_ptr eptr;try {throw std::out_of_range("some info");} catch (...) {eptr = std::current_exception();}//...if (eptr) {std::rethrow_exception(eptr);}}Value Or Exceptionstd::optional не работает с исключениями. Создадим класс,объекты которого хранят в себе либо значение, либоstd::exception_ptr сгенерированного исключения.Как создать тип, объекты которого хранят значения одного иззаданных типов?IunionIstd::variant (C++17)std::variant (C++17)Это такой union, который знает, какой именно тип он хранит.std::variant<int, char, double> v;v = 5;std::cout << std::get<int>(v);// std::cout << std::get<double>(v);// исключение std::bad_variant_access// std::cout << std::get<float>(v);// не компилируетсяauto p = std::get_if<char>(&v); // nullptrValue Or Exceptiontemplate <typename T>class TValueOrError {std::variant<T, std::exception_ptr> valueOrError;public:TValueOrError(std::exception_ptr eptr) : valueOrError(eptr) {}TValueOrError(T&& val) : valueOrError(std::move(val)) {}TValueOrError(const T& val) : valueOrError(val) {}bool IsValue() const { return valueOrError.index() == 0; }bool IsError() const { return !IsValue(); }const T& GetValueOrThrow() const {if (IsValue()) {return std::get<0>(valueOrError);}std::rethrow_exception(std::get<1>(valueOrError));}};Value Or ExceptionСхема использования:TValueOrError<int> GetResult(int param) {try {if (param == 0) {throw std::logic_error("param cant be zero");} else {return param / 2;}} catch (...) { return std::current_exception(); }}int main() {try {auto result = GetResult(0);std::cout << result.IsError() << std::endl;auto r = result.GetValueOrThrow();// use it ...std::cout << "result = " << r << std::endl;} catch (std::logic_error& e) {std::cout << "error: " << e.what() << std::endl;}}Value Or ExceptionЧто делать, если нужно прям по месту, не кидая исключения,записать исключение?try {throw std::logic_error("logic error");} catch (...) {TValueOrError<int> error = std::current_exception();std::cout << error.IsError() << std::endl;}Value Or ExceptionЧто делать, если нужно прям по месту, не кидая исключения,записать исключение?try {throw std::logic_error("logic error");} catch (...) {TValueOrError<int> error = std::current_exception();std::cout << error.IsError() << std::endl;}Чтобы так не делать, существует std::make_exception_ptr:TValueOrError<int> error =std::make_exception_ptr(std::logic_error("logic error"));std::cout << error.IsError() << std::endl;noexceptvoid f(int param) noexcept;IМодификатор означает, что функция гарантированно негенерирует исключений.IОт этого может зависеть эффективность вызывающегокода.IДопускается вызов из noexcept-функции других функций,которые noexcept не являются.IВ C++11 все функции освобождения памяти и вседеструкторы неявно являются noexcept.Гарантии безопасности исключений1.

Гарантия отсутствия исключений.2. Строгая гарантия (исключения могут происходить, но всеобъекты остаются в согласованном и предсказуемомсостоянии).3. Базовая гарантия (исключения могут происходить,объекты остаются в согласованном состоянии, но необязательно в предсказуемом).Гарантии безопасности исключений1. Гарантия отсутствия исключений.2.

Строгая гарантия (исключения могут происходить, но всеобъекты остаются в согласованном и предсказуемомсостоянии).3. Базовая гарантия (исключения могут происходить,объекты остаются в согласованном состоянии, но необязательно в предсказуемом).Пример: стек и операция pop.IСогласованность означает соответствие size() и числаэлементов при исключении.IПредсказуемость означает, что при исключении числоэлементов в стеке не уменьшилось.AssertПроверяем предположения о данных объекта в программе,проверяем инварианты.AssertПроверяем предположения о данных объекта в программе,проверяем инварианты.Iassert времени компиляцииПрограмма не компилируется, если условие не выполняется.static_assert(std::is_pointer<decltype(TCalcerPtr)>::value,"must be pointer");AssertIassert времени выполнения#ifdef NDEBUG#define assert(condition) ((void)0)#else#define assert(condition) /*implementation defined*/#endifА полезно ли это?.