使用錯誤代碼對象進行C++錯誤處理
前言#
我已經使用了本文描述的代碼和機制近20年了，到目前為止，我還沒有找到更好的方法來處理大型C++項目中的錯誤。最初的想法是從一篇文章（Dr Dobbs Journal 2000年）中摘錄出來的。我已經添加了一些新内容進去，使它更容易在生産環境中使用。
寫這篇文章的沖動是最近發表在Andrzej的C++部落格。正如我們在本文後面将看到的那樣，使用錯誤代碼對象可以産生更清晰、更易于維護的代碼。
背景#
每個C++程式員都知道處理異常情況的傳統方法有兩種：第一種是從良好的舊C風格繼承而來，傳回錯誤代碼，并希望調用者進行判斷并采取适當的操作；第二種方法是抛出異常，并希望周圍代碼塊捕獲并處理該異常。C++ FAQ強烈支援第二種方法，認為它會使得代碼更安全。
然而，使用異常也有其自身的缺點。代碼變得更加複雜，使用者必須知道所有可能引發的異常。這就是為什麼舊的C++規範在函數聲明中添加了“異正常範”。此外，異常會降低代碼的效率。
錯誤代碼對象被設計成類似于傳統C錯誤代碼的函數傳回。最大的差別是，如果不進行判斷，它們就會抛出異常。
讓我們舉個小例子，看看不同的實作會是什麼樣的。
首先，采用傳統錯誤碼的經典C方法：
Copy
int my_sqrt (float& value) {
if (value < 0)
return -1; value = sqrt(value);
return 0;
}
int main () {
double val = -1;
// 注意，這裡已經進行了傳回值得檢查
if (my_sqrt (val) == -1)
printf ("square root of negative number");
// 有些人會忘記傳回值檢查
my_sqrt (val);
// 這時候斷言出錯，因為我們沒有檢查傳回值
assert (val >= 0);
如果不檢查結果，所有的壞事情都會發生，我們必須準備好使用所有傳統的調試工具來找出問題。
使用傳統C++異常，相同的代碼可能如下所示：
void my_sqrt (float& value) {
throw std::exception (); // 注意，這裡已經捕獲異常
try {
my_sqrt (val); } catch (std::exception& x) {
printf ("square root of negative number"); // 有些人可能會忘記捕獲異常
// 這時候斷言出錯，因為我們沒有捕獲異常
異常處理在這樣一個小例子中非常有用，因為我們可以看到my_sqrt函數使用try...catch包裹。但是，如果函數被深埋在庫中，你可能不知道它可能抛出哪些異常。請注意，從my_sqrt函數簽名中根本不知道它會抛出什麼異常（如果它有抛出異常的話）。
現在.……咳咳..……錯誤代碼對象（erc）登場：
erc my_sqrt (float& value) {
return -1; // 注意，這裡進行傳回值檢查
if (my_sqrt (val) == -1) // (1)
printf ("square root of negative number");
// 如果你喜歡異常處理，也是可以的
my_sqrt (val); } catch (erc& x) {
printf ("square root of negative number"); // 有些人可能忘記檢查傳回值
my_sqrt (val); // (2)
// 程式會崩潰，因為有一個未捕獲的異常
在深入了解這種方法的魔力之前，請先觀察幾點：
首先，一個術語問題：為了區分傳統的“C”錯誤代碼和我的錯誤代碼對象，在本文的其餘部分，我将把“錯誤代碼”稱為我的錯誤代碼對象。當我需要引用傳統的“C”錯誤代碼時，我将它們稱為“C錯誤代碼”。
my_sqrt函數簽名清楚地訓示它将傳回錯誤代碼。在C++異常情況下，沒有迹象表明它會抛出異常。很久以前，C++98有這些異正常範，但在C++11中就被廢棄了。你可以在雷蒙德·陳（Raymond Chen）的文章中找到更多關于這一點的讨論(The sad history of the C++ throw(…) exception) specifier。C錯誤代碼方案也沒有明确傳回的整數值是錯誤代碼。
初窺Error Code對象#
我們先來一個全貌展示，暫時忽略一些細節，後續再細講。
當建立一個erc對象時，它有一個整數值（就像C錯誤代碼）和一個活動标志。
class erc
{
public:
erc (int val) : value (val), active (true) {};
//...
private:
int value; // 一個整數值
bool active; // 一個活動标志
如果釋放erc對象時，活動标志被設定，則析構函數将會引發異常。
erc (int val) : value (val), active (true) {}
// 析構函數檢查活動标志，決定是否抛出異常
~erc () noexcept(false) {if (active) throw *this;}
int value;
bool active;
到目前為止，仍然沒有什麼特别之處：這僅僅是一個在析構函數中抛出異常的對象。也因為如此，我們必須使用noexcept(false)來修飾析構函數。
整數轉換運算符則傳回erc對象的整數值，并重置活動标志：
// 整數轉換運算符，傳回整數值，重置活動标志
operator int () {active = false; return value;}
由于活動标志已被重置，當erc對象超出作用域時，析構函數将不再抛出異常。通常，當對錯誤代碼進行檢查時，将調用整數轉換運算符。
回顧一下前面簡單的用法示例，在标記為(1)的注釋算處，函數my_sqrt傳回的erc對象與整數值進行比較，進而調用整數轉換運算符。是以，活動标志将被重置，并且析構函數不會抛出異常。在标記為(2)的注釋處，函數my_sqrt傳回的erc對象，由于設定了活動标志，析構函數将引發異常。
遵循公認的Unix慣例，正如亞裡士多德所說，成功的方法隻有一種，那就是數值‘0’表示成功。erc對象的數值為0則不抛出異常。任何其他數值都表示失敗，并抛出異常（如果沒有檢查傳回值）。
這是錯誤代碼對象的整個概念的精髓，如Dobbs Journal的文章所示。然而，我無法抗拒接受一個簡單的想法并使它變得更複雜的誘惑；繼續閱讀！
更多細節#
前面隻是全貌展示，忽略了一些細節。這些細節使錯誤代碼功能更完善，便于把它內建到大型項目中。首先，我們需要一個移動構造函數和一個移動指派操作符。目的是把活動标志傳遞給新對象，并使原對象的活動标志失效，確定隻有一個活動的erc對象。
為了便于處理，我們還需要将錯誤代碼分類的元件，這個元件是通過error facility對象(errfac)實作。除了數值和活動标志屬性之外，Erc還具有一個facility對象和一個嚴重性級别。Erc析構函數并不像我們前面那樣直接抛出異常，而是調用errfac::raise函數，與facility對象關聯起來。在這個raise函數中，比較erc對象的嚴重性級别和facility對象關聯的日志級别。如果erc對象的級别高于facility對象的日志級别，則errfac::raise()函數調用errfac::log()函數生成錯誤資訊并抛出異常，或在超過預設級别時隻記錄錯誤資訊。嚴重性級别是從UNIX syslog函數借用的：
名字 數值 動作
ERROR_PRI_SUCCESS 0 總是不記錄，不抛出
ERROR_PRI_INFO 1 預設不記錄，不抛出
ERROR_PRI_NOTICE 2 預設不記錄，不抛出
ERROR_PRI_WARNING 3 預設記錄，不抛出
ERROR_PRI_ERROR 4 預設記錄，抛出
ERROR_PRI_CRITICAL 5 預設記錄，抛出
ERROR_PRI_ALERT 6 預設記錄，抛出
ERROR_PRI_EMERG 7 總是記錄，抛出
預設情況下，錯誤代碼與預設的facility對象關聯。但是，我們也可以定義不同的facility類，重新處理錯誤。例如，您可以為所有套接字錯誤定義一個專門的錯誤處理facility類，該類把錯誤代碼轉換為有意義的消息。具有不同的錯誤級别有利于測試或調試，通過改變某一類錯誤的抛出或日志記錄級别。
一個更實用的例子#
這篇部落格文章前面提到的，一個HTTP用戶端程式的基本流程：
Status get_data_from_server(HostName host)
open_socket();
if (failed)
return failure();
resolve_host();
return failure();
connect();
return failure();
send_data();
return failure();
receive_data();
return failure();
close_socket(); // 有資源漏的可能
return success();
這裡有個問題是，因為套接字沒有關閉函數就傳回，會産生資源洩漏。在這種情況下，讓我們看看如何使用錯誤代碼（指作者寫的Erc）。
如果我們想使用異常，代碼可以如下所示：
// 函數聲明，傳回值得使用erc
erc open_socket ();
erc resolve_host ();
erc connect ();
erc send_data ();
erc receive_data ();
erc close_socket ();
erc get_data_from_server(HostName host)
erc result;
// 這些函數調用失敗，會觸發異常
open_socket ();
resolve_host ();
connect ();
send_data ();
receive_data (); result = x; // 傳回erc對象給外部調用者 close_socket (); // 清理
return result;
毫無例外，相同的代碼可以寫成：
// 函數聲明，傳回值使用erc
(result = open_socket ())
|| (result = resolve_host ())
|| (result = connect ())
|| (result = send_data ())
|| (result = receive_data ());
result.reactivate ();
在上面的片段中，result已轉換為整數，因為它必須參與邏輯或表達式。此轉換重置活動标志，是以我們必須再次顯式打開它，方法是調用reactivate()功能。如果所有函數調用都是成功的，那麼結果就是0，而且，按照慣例它不會抛出異常。
最後#
附件的源代碼是高品質的、經過合理優化的，希望它不會更很難使用。示範項目是對流行的SQLITE資料庫的C++包裝器。示範項目比較大，因為它包含了SQLITE最新版本的代碼(截至本文編寫時，2019年11月)。源代碼和示範項目都包括 Doxygen文檔。
曆史#
2019年11月12日：初版
源碼和示範項目#
Download source code - 6.9 KB
Download demo project - 2.2 MB
作者： qinwanlin
出處：
https://www.cnblogs.com/qinwanlin/p/12669347.html![【MySQL資料庫】資料庫索引事務1.索引2.事務[圖]](data:image/gif;base64,R0lGODlhAQABAIAAAP///wAAACwAAAAAAQABAAACAkQBADs=)