C ++ 11返回值和错误对

Question

当C ++ 11引入移动语义时，我想知道函数是否可以返回值和操作状态。 实际上，实现起来并不难，但是我将要开始一个新的大型项目，并且不知道我应该采用这种方式还是使用老式的方式。 因此，我对您的意见很好奇。

请考虑以下符号：

class File
{
    FILE *file = nullptr;

    public:

        Result<void> open(const char *fileName);
        Result<void> close();
        Result<size_t> size();
        Result<void> seek(size_t newPosition);
        Result<size_t> position();
        Result<char> readCharacter();
};

现在让我们分析一个用法示例：

Result<void> processFile(const char *fileName)
{
    File file;
    auto result = file.open(fileName);
    if (!result.isSuccess())
        return result;

    auto fileSize = file.size();
    if (!fileSize.isSuccess())
        return fileSize;

    for (size_t i = 0; i < fileSize; i++) {
        auto character = file.readCharacter();
        if (!character.isSuccess())
            return character;

        if (character < 'a' || character > 'z')
            return Error::invalidData;

        // processfileCharacter(character);
    }

    return Error::success;
}

如您所见，错误管理变得极为简单。 此外，当我编写仅标头的代码时，启用优化后，GCC和MSVC都会生成非常理想的代码。 我非常喜欢这种表示法，并且看不到任何严重的缺点。 但我很想听听您的意见。

实作

如果您想对其进行测试，请享受以下代码：

enum class Error: int
{
    success,
    unknown,
    invalidData
    // ...
};

结果类：

template <typename Type = void>
class Result
{
    Error error = Error::success;
    Type data;

    public:

        Result() = default;

        Result(Result &&result) = default;
        Result(const Result &result) = default;
        template <typename OtherType> Result(const Result<OtherType> &result) : error(result.error) {}

        Result & operator =(Result &&result) = default;
        Result & operator =(const Result &result) = default;
        template <typename OtherType> Result & operator =(const Result<OtherType> &result) { error = result; return *this; }

        Result(const Type &data) : data(data) {}
        Result(Type &&data) : data(std::move(data)) {}
        Result(const Error &error) : error(error) {}
        Result(Error &&error) : error(std::move(error)) {}

        operator Type& () { return data; }
        operator const Type& () const { return data; }
        operator const Error() const { return error; }

        bool isSuccess() const { return error == Error::success; }
};

虚空专精：

template <>
class Result<void>
{
    Error error = Error::success;

    public:

        Result() = default;

        Result(Result &&result) = default;
        Result(const Result &result) = default;
        template <typename OtherType> Result(const Result<OtherType> &result) : error(result.error) {}

        Result & operator =(Result &&result) = default;
        Result & operator =(const Result &result) = default;
        template <typename OtherType> Result & operator =(const Result<OtherType> &result) { error = result; return *this; }

        Result(const Error &error) : error(error) {}
        Result(Error &&error) : error(std::move(error)) {}

        operator const Error() const { return error; }

        bool isSuccess() const { return error == Error::success; }
};

Answer 1

这种方法具有以下主要缺点：

• 当您忘记检查结果时，它会使您的代码库有可能出现静默故障。

  请考虑以下代码，作为客户端代码示例：

   Result<void> processFile(const char *fileName) { File file; auto result = file.open(fileName); // utnapistim was tired when writing this code and forgot to // check the error status in result // (this is a bug) auto fileSize = file.size(); // (1) if (!fileSize.isSuccess()) return fileSize; // ... // rest is the same as your example client code return Error::success; } 

  缺少错误检查下方的代码会静默失败：它将在不应该使用无效数据的情况下执行。

  在这种特殊情况下，要执行的代码（第(1) ）在File类上，并且可以正确运行（如果File类在获取大小之前检查内部状态）。

  使用这种方法，每当编写客户端代码时，都必须明确记住要处理错误。 在大多数实际情况下， 您将假定File :: size在调用低级文件size函数之前检查状态 。

  不要假设-这会导致错误。

• 它会严重夸大所有客户端代码，努力完成编译器的工作。 考虑以下替代客户端代码：

   void processFile(const char *fileName) { auto file = File{fileName}; // throws on failure auto fileSize = file.size(); // executed only on success for (size_t i = 0; i < fileSize; i++) { auto character = file.readCharacter(); // throws on failure if (character < 'a' || character > 'z') throw invalidData{'expected alphanumeric value'}; // processfileCharacter(character); } return Error::success; } 

  您需要维护的客户端代码更少，并且代码看起来更简单

  您具有不变式（当您位于File实例的声明下方时，您知道它是有效的，而无需添加if语句）

• 它严格限制了OO设计的良好原则：

  • 当构造函数无法运行时会发生什么？ 您的File类没有一个。

如果改用异常，则这不是问题：无论是否对异常进行了测试（捕获块），异常都会传播。

除非有充分的理由避免异常， 否则应将其用于错误处理 。