如何處理 C++ 中的運行時錯誤？

Question

所以，我對 C++ 有點陌生，我想知道什么是好的做法，甚至在編程時如何處理運行時錯誤，這里有一個例子：

State s_toState(std::string state){
  if (state == "MG")
    return State::MG;
  else if (state == "PR")
    return State::PR;
  else if (state == "SP")
    return State::SP;
  else if (state == "SC")
    return State::SC;
  else if (state == "RJ")
    return State::RJ;
  else if (state == "RN")
    return State::RN;
  else if (state == "RS")
    return State::RS;

  // ???
}

所以我有這個 function 將string轉換為State 。 在不使用異常的情況下，我斷言給定的 state 是現有的（MG、PR、SP 等）的理想方法是什么？

舉個例子，但我要求的是一般規則。 據我所知，我可以使用異常、斷言或只打印錯誤。 我也假裝對此進行單元測試（也是單元測試的新手，對此一無所知）。

Answer 1

這看起來是一個使用異常的好機會。 cplusplus.com 指南是合理的，但我發現玩弄它是一種更好的學習方式。

基本思想是這樣的：

• function throw異常，終止 function 並將異常傳遞給調用 function 的任何人。
• 如果調用者在try塊中調用了 function，那么接下來的catch就會被執行。
• 如果調用者沒有try / catch系統，則調用者也會被終止，並且該過程會重復 function 調用堆棧，直到找到try / catch或main()終止。

Answer 2

答案取決於s_toState “承諾”要做什么。

如果state無效是 function 或其他內部邏輯錯誤的程序員的錯誤。 添加assert並記錄 state 有效性作為前提條件（與指針的!=nullptr相同）。 對於發布版本，添加一些默認行為，這樣程序就不會在可能的情況下崩潰。 或者如果你不寫關鍵的軟件就讓它崩潰，它至少會使調試更容易。

如果它是用戶的可恢復錯誤和合理的場景（不是錯誤），則考慮返回std::optional或throw 。 當拋出的異常總是被直接調用者捕獲時，我更喜歡前者，即從不向上傳播調用堆棧。 我也發現它更清楚，因為它強制調用者明確處理它。

對於不可恢復的錯誤，即當直接調用者無法處理nullopt時，只需拋出並讓其他代碼處理即可。

我喜歡try_parse返回std::optional的命名約定，同時parse拋出。

嘗試一下異常和錯誤處理常見問題解答可能是值得的。

Answer 3

一般來說，處理此類錯誤（如任何錯誤）的方式取決於整個程序的需求 - 而您尚未指定。 所以沒有一刀切的“一般規則”。

有選擇和權衡。

一種選擇是為您的State枚舉類型提供表示未確定或無效 state 的枚舉器值，例如

 enum class State {MG, PR, Undetermined};

然后，在您的 function 中，返回未確定的值，例如

State s_toState(const std::string &state)
{
    State return_value = State::Undetermined;
    if (state == "MG")
       return_value = State::MG;
    else if (state == "PR")
       return_value = State::PR;
    // etc

    return return_value;
}

使用這種方法， function 始終返回State類型的有效值。 如果錯誤條件不是很嚴重（即如果提供了無效字符串，程序可以繼續），那么調用者可以決定是否需要檢查返回值。 可以報告多種類型的錯誤條件（例如，通過具有表示不同錯誤的多個枚舉值）不利的一面是調用者可能忘記檢查返回值並且行為不正確。

另一種選擇是拋出異常，例如；

State s_toState(const std::string &state)
{
    if (state == "MG")
       return State::MG;
    else if (state == "PR")
       return State::PR;
    // etc

    throw std::invalid_argument("Bad input string");
}

這個選項需要對拋出什么類型的異常做出明智的選擇（例如，需要傳達關於錯誤狀態的什么信息）。 如果提供了錯誤的字符串，調用者（或整個程序）無法合理地繼續，則此方法可能更可取，因為通過拋出異常，調用者被迫捕獲並采取任何恢復操作以避免被終止。 因此，這種方法可能不適用於非關鍵錯誤——例如，如果提供了錯誤的字符串，則可以合理地繼續執行。

另一種選擇（C++17 及更高版本）是返回std::optional<State> 。 這允許調用者檢查是否發生了錯誤（例如std::option::has_value() return false ），或者，如果在沒有檢查的情況下訪問該值，則導致拋出std::bad_optional_access類型的異常（其中可能適合呼叫者，或者可能不提供信息）。

也可以使用assert() - 如果指定的條件不正確，它會強制終止。 通常，我更喜歡使用assert()拋出異常，但您可能更喜歡其他方式。