来源于std::exception的派生类

Question

我希望通过继承std :: exception来向我的日志文件添加特定信息，但我不知道如何访问std :: exception的.what（）方法。

此外，我知道在异常处理程序中创建字符串是不安全的，但我对这个主题不是很熟悉，那么有什么更安全的选择吗？

struct Exception : public std::exception, private boost::noncopyable
{
    public:
        Exception(std::string msg)
            : message(msg)
        {}
        ~Exception()
        {}

        virtual const char* what() const throw 
        {
            std::string what = message + // and now what? base.what()
            LOG(what); // write to log file
            return what.c_str();
        }

    private:
        std::string message;
};

编辑： 我真的把问题问错了。我对安全很感兴趣，只是认为有更多的数据进行日志记录会很好。我错了。

现在，我不再对消息字符串可能抛出bad_alloc异常感到如此偏执，我宁愿有一个整洁的消息。话虽如此，我重写了一些东西：

struct Exception : public std::exception
{
    public:
        Exception(std::string msg)
            : message(msg)
        {}
        ~Exception()
        {}

        virtual const char* what() const throw 
        {
            LOG(what); // write to log file
            return what.c_str();
        }

    private:
        std::string message;
};

现在还有没有关于那段代码的大问题呢？如果发生错误，LOG()会抛出std::exception异常，因为我不希望派生异常类无限循环调用日志，而导致再次出现相同的异常。 这样做会按照我想要的方式运作吗？或者在我的派生类中记录异常时，会调用terminate()或导致核心转储？

- cppanda

---

回复：更安全的替代方案。这是一个很大的问题，适合单独提出来讨论。 - John Dibling

欢迎来到Stack Overflow。看起来你正在询问两个问题（这意味着你应该发布两个单独的帖子）。一个问题是如何从基类调用继承的方法，另一个问题是如何存储异常消息而不是字符串（可能是因为你不想分配内存并承担bad_alloc的风险）。两者都与特定于派生自std::exception没有任何关系。分开提出具体问题会导致更具描述性的问题标题和更有用的答案。请考虑拆分此问题。 - Rob Kennedy

如果你的代码抛出了 Exception 类型的异常("..."), 你期望 std::exception::what() 函数返回什么？我认为它可能不会包含任何有用的信息（如果它根本包含任何信息的话）。我建议简单地返回 message.c_str()。 - Ferruccio

由于'what'将超出作用域并被释放，因此'return what.c_str()'语句会成为一个问题。你将返回一个错误的指针。 - Ferruccio

@Kos：std::exception::what()是虚函数。至少在VC++中是这样的。 - Ferruccio

Answer 1

编辑：自从我写下这个答案，我偶然发现了Boost文档中的错误和异常处理部分。我建议阅读那篇文档而不是这个答案。

---

首先，让你的异常不可复制是一个坏主意。当你写出像下面这样的代码时：

// could be any exception, doesn't matter.
throw Exception(...);

运行时会将该对象的副本创建到一个特殊位置。一些编译器可能会对此进行优化并在该位置创建原始对象，但是《C++程序设计语言》表示这是一个副本，我也相信标准也是这样规定的，尽管我不确定。您可能可以在当前环境中使用它，但这可能并非总是如此。

然后，其他所有内容都取决于您对边角情况的偏执程度。

内存分配部分在异常子句（即构造函数）中大多数都是不稳定的。如果此内存分配失败（即抛出std::bad_alloc），则取决于您如何编写throw语句，有两种可能性:

1. throw语句之前创建了std::string，std::bad_alloc替换了您认为会引发的异常，问题报告不太好。
2. std::string在构造函数调用中内联创建。如果标准将其视为“异常处理期间”，则会调用std::unexpected()/std::terminate()，您基本上会得到核心转储。

无论哪种情况，似乎都无法获得所需的错误报告效果。

我总是建议创建某种临时状态，该状态在构造函数中不分配内存，并等待调用std::what()以创建报告错误的字符串，但这仍可能导致情况1。您可以采用一些编译时确定的缓冲区大小来确保不会发生这种情况。

许多人会告诉您，他们从未遇到过在构造函数中分配字符串的问题，因为除非最初的异常本身就是std::bad_alloc，否则不太可能引发它。因此，这取决于您的偏执程度。

- André Caron

Answer 2

我不会详细讨论您的代码存在的各种问题，因为这是一个棘手的问题。但是以下是如何调用基类方法的方式：

std::exception::what()

- John Dibling

---

返回值与返回类型不匹配？ - UncleBens

你不觉得在what()的副作用中记录日志是一个坏主意吗？很有可能你根本就不会得到任何日志记录，或者你可能会多次记录相同的消息；还有可能记录日志时会尝试抛出自己的异常。 - Mark Ransom

在多线程程序中，使用静态成员来存储返回值可能会导致难以跟踪的错误。 - Sjoerd

@Noah，@Mark，@Sjoerd：我不反对你们中的任何一个人。正如我在对OP的评论中所说，如何安全地做到这一点是一个更大的问题，值得单独发帖讨论。我在这里所做的只是展示如何调用基类方法。我将编辑我的回复，仅显示那个部分。 - John Dibling

@Mark Ransom，我的LOG()函数确实会抛出std::exception，但不是通过自己的基类，因为我认为这样可以防止无限调用我的派生异常，这样做有问题吗？ - cppanda

Answer 3

除非您已明确设置了std::exception中what()应返回的值，否则您不应该调用它。事实是它会以您可能意想不到的方式行事，并且在不同的实现上表现不同。

请注意，标准未提供std::exception中提供字符串值的功能。那些实际从调用std::exception::what()中提供有用信息的实现会向类添加额外的非标准功能。例如，MSVC具有一个exception(char const* const&)构造函数。这不在标准中，您可能不希望依赖它。

更好的方法是从派生类中永远不要调用std::exception::what。当然，在子类化std::exception下的东西中进行upcalls，但不要在直接派生类中执行它们。

如果您坚持直接调用此函数，则最好检查是否为空，因为您可能会得到NULL。

- Edward Strange

---

+1 你的回答很好，但是你没有回答他实际问题，与异常无关。如何调用基类方法？ - John Dibling

谢谢Noah，@John，我想我把问题问反了。我更关心安全性，只是认为我可以从基类中获得更多的日志记录数据。看来我完全错了。 - cppanda

Answer 4

至于第二部分，我有几百个 kloc 运行在超过 100 个平台上，其中有一个 std::exception 派生类，具有 std::string 成员。从未遇到任何问题。

class myex: public std::exception
{
public:
    std::string m_msg;
    std::string m_className;
    int m_rc;
...

- pm100