Как обрабатывать ошибки в конструкторе класса C ++?

У меня есть класс CPP, конструктор которого выполняет некоторые операции. Некоторые из этих операций могут потерпеть неудачу. Я знаю, что конструкторы ничего не возвращают.

Мои вопросы

1. Разрешено ли выполнять некоторые операции, кроме инициализации членов в конструкторе?

2. Можно ли сказать вызывающей функции, что некоторые операции в конструкторе потерпели неудачу?

3. Могу ли я сделать new ClassName()возврат NULL, если в конструкторе возникают ошибки?

1. Да, хотя некоторые стандарты кодирования могут запрещать это.

2. Да. Рекомендуемый способ - бросить исключение. Кроме того, вы можете хранить информацию об ошибке внутри объекта и предоставлять методы для доступа к этой информации.

3. Нет.

Вы можете создать статический метод, который выполняет вычисления и возвращает либо объект в случае успеха, либо не в случае сбоя.

В зависимости от того, как выполняется построение объекта, может быть лучше создать другой объект, который позволяет создавать объекты нестатическим методом.

Косвенный вызов конструктора часто называют «фабрикой».

Это также позволит вам вернуть нулевой объект, что может быть лучшим решением, чем возвращение нулевого.

@SebastianRedl уже дал простые, прямые ответы, но некоторые дополнительные объяснения могут быть полезны.

TL; DR = есть правило стиля, чтобы конструкторы были простыми, есть причины для этого, но эти причины в основном связаны с историческим (или просто плохим) стилем кодирования. Обработка исключений в конструкторах четко определена, и деструкторы все равно будут вызываться для полностью сконструированных локальных переменных и членов, что означает, что в идиоматическом коде C ++ не должно быть никаких проблем. Правило стиля в любом случае сохраняется, но обычно это не проблема - не вся инициализация должна быть в конструкторе, и, в частности, не обязательно в этом конструкторе.

Это общее правило стиля, согласно которому конструкторы должны делать абсолютный минимум, который они могут установить для задания определенного допустимого состояния. Если ваша инициализация более сложна, она должна быть обработана вне конструктора. Если не существует дешевого для инициализации значения, которое ваш конструктор может установить, вы должны ослабить инварианты, навязанные вашим классом, чтобы добавить их. Например, если выделение хранилища для вашего класса для управления является слишком дорогим, добавьте еще не выделенное, но все же нулевое состояние, потому что, конечно, наличие особых случаев, таких как ноль, никогда ни у кого не вызывало проблем. Гм.

Хотя обычно, конечно, в этой крайней форме, это очень далеко от абсолюта. В частности, как показывает мой сарказм, я в лагере, который говорит, что ослабление инвариантов почти всегда слишком дорого. Тем не менее, существуют причины, лежащие в основе правила стиля, и есть способы иметь как минимальные конструкторы, так и сильные инварианты.

Причины связаны с автоматической очисткой деструктора, особенно перед лицом исключений. По сути, должен быть четко определенный момент, когда компилятор становится ответственным за вызов деструкторов. Пока вы все еще находитесь в вызове конструктора, объект не обязательно полностью построен, поэтому недопустимо вызывать деструктор для этого объекта. Следовательно, ответственность за уничтожение объекта переходит к компилятору только после успешного завершения конструктора. Это называется RAII (Resource Allocation Is Initialization), который на самом деле не лучшее название.

Если в конструкторе происходит выброс исключительной ситуации, все, что частично сконструировано, должно быть явно очищено, обычно в try .. catch.

Однако компоненты объекта, которые уже успешно построены, уже являются обязанностью компилятора. Это означает, что на практике это не имеет большого значения. например

classname (args) : base1 (args), member2 (args), member3 (args)
{
}

Тело этого конструктора пусто. До тех пор , как конструкторы base1, member2и member3являются безопасными исключением, нет ничего страшного. Например, если конструктор member2throws, этот конструктор отвечает за очистку себя. База base1была уже полностью построена, поэтому ее деструктор будет вызываться автоматически. member3никогда не был даже частично построен, поэтому не нуждается в очистке.

Даже при наличии тела локальные переменные, которые были полностью созданы до того, как было сгенерировано исключение, будут автоматически уничтожены, как и любая другая функция. Тела конструктора, которые манипулируют необработанными указателями или «владеют» неким неявным состоянием (хранящимся в другом месте) - обычно это означает, что вызов функции начала / получения должен соответствовать вызову завершения / выпуска - могут вызвать проблемы безопасности исключений, но реальная проблема там не удается правильно управлять ресурсом через класс. Например, если вы замените необработанные указатели unique_ptrна в конструкторе, деструктор для unique_ptrбудет вызываться автоматически при необходимости.

Есть и другие причины, по которым люди приводят предпочтение конструкторов «сделай по минимуму». Во-первых, просто потому, что существует правило стиля, многие люди считают, что вызовы конструктора дешевы. Один из способов получить это, но при этом иметь сильные инварианты, - это иметь отдельный класс фабрики / компоновщика, который имеет вместо этого ослабленные инварианты и который устанавливает необходимое начальное значение, используя (потенциально много) обычных вызовов функций-членов. Получив начальное состояние, которое вам нужно, передайте этот объект в качестве аргумента конструктору класса с сильными инвариантами. Это может "украсть кишки" объекта слабых инвариантов - семантики перемещения - что является дешевой (и обычно noexcept) операцией.

И, конечно, вы можете заключить это в make_whatever ()функцию, так что вызывающим этой функции не нужно видеть экземпляр класса ослабленных инвариантов.