使用std::error_code的错误堆栈

Question

对于错误处理，对我来说异常不太适用，因为我的代码将是一个动态链接库。此外，我认为异常只应在特殊情况下使用。但是会出现一些错误并非特殊情况。另一个问题是我的库将从C#中调用。因此，在所有错误都使用异常似乎不是正确的选择。

但是我发现std::error_code和std::error_category的概念非常好，并希望在我的应用程序中使用它。然而，我也想为错误提供某种堆栈跟踪。

考虑以下例子： 用户想从数据库中加载域对象。为了加载这个域对象，应用程序需要从不同的表中加载行。假设找不到所需的行之一。在这种情况下，数据库层将生成一些“未找到”错误。如果将此错误传播到用户，错误消息将不会很有用，因为没有人知道未找到的是什么。同样，如果每个层处理下层的错误并生成相应的新错误，抽象底层错误，我最终会得到类似于“无法从数据库加载”的东西，这再次不是很有用。我希望两者兼备。即每个层抽象它从任何较低级别接收到的错误，以能够向最终用户显示描述性消息，但同时我不想失去有关较低级别错误的信息。 因此，我希望有类似于错误跟踪的东西。

我考虑从std::error_code派生并扩展指向底层std::error_code的指针以及获取所有这些底层对象的方法。然而，我不确定这种技术是否是一个好主意，因为我读到在设计std::error_code时已经注意到其效率。

我们希望error_code是一个可以复制而不需要堆分配的值类型，但我们还希望它具有基于错误类别的多态行为。

编辑： 我现在想这种技术也会引入切片问题，对吗？

编辑2： 我现在认为可以通过从std::error_code派生来实现它。除了指向需要在某个地方进行堆分配的指针外，我的派生类将拥有boost::optional。这样，内部错误代码可以通过简单的复制在堆栈上创建。不存在的内部错误代码可以正确地表示为boost::optional。切片仍然是一个问题，但我想它可以忽略，因为将一个我的派生类实例分配给std::error_code变量的情况并不一定发生，即使发生，我只会失去有关内部错误代码的信息。此外，我可以提供从std::error_code到我的派生类的转换，该转换没有内部错误代码。

编辑3： 我没有想到一个包含自己的boost::optional类是不可能的。因此，现在我看不到任何不需要在堆上进行分配的实现方式。

- sigy

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顺便说一下，在我看来，std::error_code和std::error_category并不适合你的情况。应用程序应该使用异常来通知错误，错误代码是非C++环境（例如操作系统API或设备驱动程序）的遗产。在这种情况下，我认为你应该创建一个包装器，将它们的错误代码封装在std::error_code中，并使用类似于C++的接口公开它们，然后使用异常在应用程序中管理错误（使用自己的异常和error_code()成员获取低级错误代码（如果有）。 - Adriano Repetti

我无法使用异常，因为我正在编写的代码应该是一个动态链接库。 - sigy

但这正是我的问题。这样做是否安全（就效率而言）？我是否会通过添加这些成员和方法破坏对std::error_code进行的优化？ - sigy

你可以始终将内部调用包装在使用try {...} catch()的函数中，以便在向用户返回任何内容之前处理内部异常。然后，您可以决定是否生成另一个更详细的异常、返回代码等。 - DNT

就像我所提到的，异常不是我的选择。 - sigy

Answer 1

最后，我从 std::error_code 派生出了一个类。我的派生类有一个成员，它是指向同一类实例的指针。我为该类添加了一个名为 wrap() 的方法，它接受同一类的实例作为参数并在堆上分配其副本。我的派生类的析构函数确保释放内存。我还添加了一个获取内部错误代码的 getter 方法。这样，我可以堆叠多个错误代码。不足之处是，我需要进行堆分配，但我希望在我的场景中这不会导致显着的性能问题。

我的类还提供了从 std::error_code 进行转换的功能。

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class my_error : public std::error_code
{
public:
    my_error() : std::error_code(), m_innerError(NULL) {};
    my_error( int val, const std::error_category & cat ) : std::error_code(val, cat), m_innerError(NULL) {};
    my_error( std::error_code & error ) : std::error_code(error), m_innerError(NULL) {};
    my_error( const std::error_code & error ) : std::error_code(error), m_innerError(NULL) {};
    ~my_error()
    {
        delete m_innerError;
    }

    template <class ErrorCodeEnum>
    my_error(ErrorCodeEnum e,
                   typename boost::enable_if<std::is_error_code_enum<ErrorCodeEnum> >::type* = 0)
    {
        *this = make_custom_error(e);
    }

    template<typename ErrorCodeEnum>
    typename boost::enable_if<std::is_error_code_enum<ErrorCodeEnum>, error_code>::type &
    operator=( ErrorCodeEnum val )
    {
        *this = make_custom_error(val);
        return *this;
    }

    my_error const * get_inner() const
    {
        return m_innerError;
    };

    void wrap( const my_error & error)
    {
        m_innerError = new my_error(error);
    };

private:
    my_error * m_innerError;
};

- sigy