9.3. Создание безопасного при исключениях списка инициализации

9.3. Создание безопасного при исключениях списка инициализации

Проблема

Необходимо инициализировать ваши данные-члены в списке инициализации конструктора, и поэтому вы не можете воспользоваться подходом, описанным в рецепте 9.2.

Решение

Используйте специальный формат блоков try и catch, предназначенный для перехвата исключений, выбрасываемых в списке инициализации. Пример 9.3 показывает, как это можно сделать.

Пример 9.3. Обработка исключений в списке инициализации

#include <iostream>

#include <stdexcept>

using namespace std;

// Некоторое устройство

class Device {

public:

 Device(int devno) {

  if (devno == 2)

   throw runtime error("Big problem");

 }

 ~Device() {}

private:

 Device();

};

class Broker {

public:

 Broker (int devno1, int devno2)

  try : dev1_(Device(devno1)), // Создать эти объекты в списке

   dev2_(Device(devno2)) {}    // инициализации

  catch (...) {

   throw; // Выдать сообщение в журнал событий или передать ошибку

          // вызывающей программе (см. ниже обсуждение)

 }

 ~Broker() {}

private:

 Broker();

 Device dev1_;

 Device dev2_;

};

int main() {

 try {

  Broker b(1, 2);

 } catch(exception& e) {

  cerr << "Exception: " << e.what() << endl;

 }

}

Обсуждение

Синтаксис обработки исключений в списках инициализации немного отличается от традиционного синтаксиса С++, потому что здесь блок try используется в качестве тела конструктора. Критической частью примера 9.3 является конструктор класса Broker.

Broker(int devno1, int devno2) // Заголовок конструктора такой же Constructor

 try :                         // Действует так же, как try {...}

  dev1_(Device(devno1)),       // Затем идут операторы списка

  dev2_(Device(devno2)) {      // инициализации

   // Здесь задаются операторы тела конструктора.

  } catch (...) { // catch обработчик задается *после*

   throw; // тела конструктора

  }

Режим работы блоков try и catch вполне ожидаем; единственное синтаксическое отличие от обычного блока try заключается в том, что при перехвате исключений, выброшенных из списка инициализации, за ключевым словом try идет двоеточие, затем список инициализации и после этого собственно блок try, который является одновременно и телом конструктора. Если какое-нибудь исключение выбрасывается из списка инициализации или из тела конструктора, оно будет перехвачено catch-обработчиком, который расположен после тела конструктора. Вы можете при необходимости добавить в тело конструктора дополнительную пару блоков try/catch, однако вложенные блоки try/catch обычно выглядят непривлекательно.

Кроме перемещения операторов инициализации членов в список инициализации пример 9.3 отличается от примера 9.2 еще одним свойством. Объекты-члены Device на этот раз не создаются в динамической памяти с помощью оператора new. Я сделал это для иллюстрации двух особенностей, связанных с безопасностью и применением объектов-членов.

Во-первых, использование стека вместо объектов динамической памяти позволяет компилятору автоматически обеспечить их безопасность. Если какой-нибудь объект в списке инициализации выбрасывает исключение в ходе конструирования, занимаемая им память автоматически освобождается по мере раскрутки стека в процессе обработки исключения. Во-вторых, что более важно, любые другие объекты, которые уже были успешно сконструированы, уничтожаются, и вам не требуется перехватывать исключения и явно их удалять оператором delete.

Но, возможно, вам требуется иметь члены, использующие динамическую память (или с ними вы предпочитаете иметь дело). Рассмотрим подход, используемый в первоначальном классе Broker в примере 9.2. Вы можете просто инициализировать ваши указатели в списке инициализации, не так ли?

class BrokerBad {

public:

 BrokerBad(int devno1, int devno2)

  try : dev1_(new Device(devno1)), // Создать объекты динамической

   dev2_(new Device(devno2)) {}    // памяти в списке инициализации

  catch (...) {

   if (dev1_) {

    delete dev1_; // He должно компилироваться и

    delete dev2_; // является плохим решением, если

   }              // все же будет откомпилировано

   throw; // Повторное выбрасывание того же самого исключения

  }

 ~BrokerBad() {

  delete dev1_;

  delete dev2_;

 }

private:

 BrokerBad();

 Device* dev1_;

 Device* dev2_;

};

Нет, так делать нельзя. Здесь две проблемы. Прежде всего, это не допустит ваш компилятор, потому что расположенный в конструкторе блок catch не должен позволить программному коду получить доступ к переменным-членам, так как их еще нет. Во-вторых, даже если ваш компилятор позволяет это делать, это будет плохим решением. Рассмотрим ситуацию, когда при конструировании объекта dev1_ выбрасывается исключение. Ниже дается программный код, который будет выполняться в catch-обработчике.

catch (...) {

 if (dev1_) { // Какое значение имеет эта переменная?

  delete dev1_; // в данном случае вы удаляете неопределенное значение

  delete dev2_;

 }

 throw; // Повторное выбрасывание того же самого исключения

}

Если исключение выбрасывается в ходе конструирования dev1_, то оператором new не может быть возвращен адрес нового выделенного участка памяти и значение dev1_ не меняется. Тогда что эта переменная содержит? Она будет иметь неопределённое значение, так как она никогда не инициализировалась. В результате, когда вы станете выполнять оператор delete dev1_, вы, вероятно, попытаетесь удалить объект, используя недостоверный адрес, что приведет к краху программы, вы будете уволены, и вам придется жить с этим позором всю оставшуюся жизнь.

Чтобы избежать такое фиаско, круто изменяющее вашу жизнь, инициализируйте в списке инициализации ваши указатели значением NULL и затем создавайте в конструкторе объекты, использующие динамическую память. В этом случае будет легче перехватывать любую исключительную ситуацию и выполнять подчистку, поскольку допускается использовать оператор delete для NULL-указателей.

BrokerBetter(int devno1, int devno2) :

 dev1_(NULL), dev2_(NULL) {

  try {

   dev1_ = new Device(devno1);

   dev2_ = new Device(devno2);

  } catch (...) {

   delete dev1_; // Это сработает в любом случае

   throw;

  }

 }

Итак, вышесказанное можно подытожить следующим образом: если вам необходимо использовать члены-указатели, инициализируйте их значением NULL в списке инициализации и затем выделяйте в конструкторе память для соответствующих объектов, используя блок try/catch. Вы можете освободить любую память в catch-обработчике. Однако, если допускается работа с автоматическими членами, сконструируйте их в списке инициализации и используйте специальный синтаксис блока try/catch для обработки любых исключений.

Смотри также

Рецепт 9.2.