75. Избегайте спецификаций исключений

75. Избегайте спецификаций исключений

Резюме

Не пишите спецификаций исключений у ваших функций, если только вас не заставляют это делать внешние обстоятельства (например, код, который вы не можете изменить, уже ввел их; см. исключения к данному разделу).

Обсуждение

Если говорить коротко — не беспокойтесь о спецификациях исключений. Основная проблема заключается в том, что спецификации исключений всего лишь "якобы" являются составной частью системы типов. Они не делают того, что от них ожидает большинство программистов, и вам почти никогда не надо то, что они на самом деле делают.

Спецификации исключений не являются частью типа функции за исключением тех случаев, когда они таки ею являются. Это не шутка — они по сути образуют "теневую" систему типов, из-за чего написание спецификаций исключений в разных местах программы оказывается:

• неверным — в инструкции typedef для указателя на функцию;

• разрешенным — в точно таком же коде, но без использования typedef;

• необходимым — в объявлении виртуальной функции, которая перекрывает виртуальную функцию базового класса со спецификацией исключений;

• неявным и автоматическим — в объявлении конструкторов, операторов присваивания, операторов присваивания и деструкторов, когда они неявно генерируются компилятором.

Весьма распространенным, но тем не менее не верным является убеждение о том, что спецификации исключений статически гарантируют, что функции будут генерировать только перечисленные исключения (возможно, не будут генерировать исключения вообще), что позволяет компилятору выполнить оптимизацию на основе данной гарантии.

В действительности же спецификации исключений делают нечто вроде бы и незначительное, но фундаментально отличающееся: они заставляют компилятор ввести в программу дополнительный код в форме неявных блоков try/catch вокруг тела функции для обеспечения проверки времени выполнения того, что функция действительно генерирует только перечисленные исключения или не генерирует их вообще, кроме тех случаев, когда компилятор может статически доказать, что спецификация исключений никогда не будет нарушена. В последнем случае компилятор может оптимизировать код, убрав описанную проверку. Спецификации исключений, кроме того, могут помешать дальнейшей оптимизации кода компилятором — так, например, некоторые компиляторы не могут делать встраиваемыми функции, имеющие спецификации исключений.

Однако хуже всего то, что спецификации исключений — очень "тупой" инструмент: при нарушении они по умолчанию немедленно прекращают выполнение программы. Вы можете зарегистрировать функцию-обработчик данного нарушения, но этот вряд ли вам поможет, поскольку такой обработчик только один на всю программу, и все, что он может сделать для того, чтобы избежать немедленного завершения программы, — это сгенерировать допустимое исключение. Но, напомним, такой обработчик — единственный для всего приложения, так что трудно представить, как можно сделать что-то полезное в такой ситуации или как узнать, какое исключение можно повторно сгенерировать в нем без вмешательства во все спецификации исключений (например, определить, что все спецификации исключений должны

включать некоторое общее исключение UnknownException, генерируемое обработчиком. Заметим, что это автоматически уничтожит все преимущества от использования спецификаций исключений).

Обычно вы не можете писать спецификации исключений для шаблонов функций, поскольку вы не можете в общем случае сказать заранее, какие типы исключений могут сгенерировать типы, с которыми будет работать шаблон.

Снижение производительности в обмен на введение ограничений практически всегда бесполезно. Это отличный пример преждевременной пессимизации (см. рекомендацию 9).

Нет простого пути решения описанных в данной рекомендации проблем. В частности, проблемы не решаются путем перехода к статическим проверкам. Программисты часто предлагают перейти от динамической проверки спецификаций исключений к статической, как это делается в Java и других языках программирования. Коротко говоря, это просто означает поменять шило на мыло, т.е. один ряд проблем на другой. Пользователи языков со статической проверкой спецификаций исключений не менее часто предлагают перейти к динамической проверке…

Исключения

Если вы перекрываете виртуальную функцию базового класса, которая уже имеет спецификацию исключений, и у вас нет возможности внести изменения в базовый класс и убрать спецификации исключений (или убедить сделать это автора класса), то вы должны использовать совместимую спецификацию исключений в вашей перекрывающей функции, причем следует сделать ее не менее ограничивающей, чем в базовой версии, чтобы минимизировать возможность нарушений спецификации исключений:

class Base { //...     // В чужом классе имеется

 virtual f()           // спецификация исключений,

  throw(X, Y, Z) ;     // и если вы не можете

};                     // ее удалить...

class MyDerived

 : public Base { //... // ... то в вашем классе при

 virtual f()           // перегрузке функции она должна

  throw(X, Y, Z);      // иметь совместимую (желательно

};                     // идентичную) спецификацию исключений

Из опыта [BoostLRG] следует, что только пустые спецификации исключений (т.е. throw()) у невстраиваемых функций "могут давать некоторое преимущество у некоторых компиляторов". Не слишком оптимистичное заявление для одного из наиболее продвинутых, разрабатываемого экспертами мирового уровня проекта…

Ссылки

[BoostLRG] • [Stroustrup00] §14.1, §14.6 • [Sutter04] §13