c++异常处理(c++11版)与智能指针 SmartPtr 的应用(主讲shared_ptr浅实现)

news2024/11/13 10:01:36

引子:找C语言的异常时,你是否会被奇怪的错误码或程序终止报错而感到无奈,对找不到错误在哪的心烦?在害怕内存泄漏时,你是否每一步,每一句代码都要仔细分析,在用完之后进行资源空间的释放?你是否......,今天我们讲的c++异常处理(c++11版)与智能指针的应用(主讲shared_ptr浅实现),希望可以帮助你

C++11的异常概念与异常处理关键字:try,throw,catch

C++11的异常处理简称抛异常,异常是一种处理错误的方式,当一个函数发现自己无法处理的错误时就可以抛出异常,让函数的 直接或间接的调用者处理这个错误。

try: 用于指定一个代码块,在该代码块中可能会抛出异常。

throw: 用于抛出一个异常。

catch: 用于捕获并处理异常。

异常处理的基本语法

try {
    // 尝试执行的代码
    if (some_condition) {
        throw some_error; // 抛出异常
    }
} catch (SomeExceptionType e) { // 捕获特定类型的异常
    // 处理异常
} catch (...) { // 捕获所有类型的异常
    // 通用异常处理
}

c++11异常的抛出和匹配原则

1,异常是通过抛出对象而引发的,该对象的类型决定了应该激活哪个catch的处理代码。

2. 被选中的处理代码是调用链中与该对象类型匹配且离抛出异常位置最近的那一个。

3. 抛出异常对象后,会生成一个异常对象的拷贝,因为抛出的异常对象可能是一个临时对象, 所以会生成一个拷贝对象,这个拷贝的临时对象会在被catch以后销毁。(这里的处理类似 于函数的传值返回)

4. catch(...)可以捕获任意类型的异常,问题是不知道异常错误是什么。

5. (重中之中)实际中抛出和捕获的匹配原则有个例外,并不都是类型完全匹配,可以抛出的派生类对象, 使用基类捕获,这个在实际中非常实用

在函数调用链中异常栈展开匹配原则

1,首先检查throw本身是否在try块内部,如果是再查找匹配的catch语句。如果有匹配的,则 调到catch的地方进行处理。

2. 没有匹配的catch则退出当前函数栈,继续在调用函数的栈中进行查找匹配的catch。

3. 如果到达main函数的栈,依旧没有匹配的,则终止程序。上述这个沿着调用链查找匹配的 catch子句的过程称为栈展开。所以实际中我们最后都要加一个catch(...)捕获任意类型的异 常,否则当有异常没捕获,程序就会直接终止。

4. 找到匹配的catch子句并处理以后,会继续沿着catch子句后面继续执行。

对于异常的二种常用的手段:

一,多尝试几次,可能是网络不稳定或其他原因导致偶然性,故可以多试几次。

二,使用重新抛出,进一步来收缩错误范围

c++异常安全

1,构造函数完成对象的构造和初始化,最好不要在构造函数中抛出异常,否则可能导致对象不 完整或没有完全初始化

2,析构函数主要完成资源的清理,最好不要在析构函数内抛出异常,否则可能导致资源泄漏(内 存泄漏、句柄未关闭等)

3,C++中异常经常会导致资源泄漏的问题,比如在new和delete中抛出了异常,导致内存泄 漏,在lock和unlock之间抛出了异常导致死锁,C++经常使用RAII来解决以上问题

异常规范:

1. 异常规格说明的目的是为了让函数使用者知道该函数可能抛出的异常有哪些。 可以在函数的 后面接throw(类型),列出这个函数可能抛掷的所有异常类型。

2. 函数的后面接throw(),表示函数不抛异常。

3. 若无异常接口声明,则此函数可以抛掷任何类型的异常

4,C++11 中新增的noexcept,表示不会抛异常

自定义异常体系(一般公司都有用)

举例as:

// 自定义异常类
class MyException{
private:
    std::string message; // 存储错误信息

public:
    // 构造函数
    MyException(const std::string& msg) : message(msg) {}

    // what()函数,可以有多态行为
    virtual const char* what() const throw() 
    {
        return message.c_str();
    }
};


class BaseException : public MyException {
    // ...
};

class NetworkException :  public MyException {
    // 网络相关的异常
    // ...
};

class DatabaseException : public MyException {
    // 数据库相关的异常
    // ...
};


使用:
try {
    // 可能抛出多种异常的代码
} catch (const MyException& e) {
    // 处理自定义异常
}catch (...) {
    // 处理其他异常
}


异常的优缺点:

c++异常的优点:

1.异常对象定义好了,相比错误码的方式可以清晰准确的展示出错误的各种信息,甚至可以包 含堆栈调用的信息,这样可以帮助更好的定位程序的bug。

2.返回错误码的传统方式有个很大的问题就是,在函数调用链中,深层的函数返回了错误,那 么我们得层层返回错误,最外层才能拿到错误,

3.很多的第三方库都包含异常,比如boost、gtest、gmock等等常用的库,那么我们使用它们 也需要使用异常。

4. 部分函数使用异常更好处理,比如构造函数没有返回值,不方便使用错误码方式处理。比如 T& operator这样的函数,如果pos越界了只能使用异常或者终止程序处理,没办法通过返回 值表示错误。

C++异常的缺点:

1. 异常会导致程序的执行流乱跳,并且非常的混乱,并且是运行时出错抛异常就会乱跳。这会 导致我们跟踪调试时以及分析程序时,比较困难。

2. 异常会有一些性能的开销。当然在现代硬件速度很快的情况下,这个影响基本忽略不计。

3. C++没有垃圾回收机制,资源需要自己管理。有了异常非常容易导致内存泄漏、死锁等异常 安全问题。这个需要使用RAII来处理资源的管理问题。学习成本较高。

4. C++标准库的异常体系定义得不好,导致大家各自定义各自的异常体系,非常的混乱。

5. 异常尽量规范使用,否则后果不堪设想,随意抛异常,外层捕获的用户苦不堪言。所以异常 规范有两点:一、抛出异常类型都继承自一个基类。二、函数是否抛异常、抛什么异常,都 使用 func() throw();的方式规范化。

、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、

智能指针(SmartPtr )的应用(主讲shared_ptr浅实现)

首要说明:c++的智能指针用来解决内存泄漏的问题!

原理:Rall:一种利用对象生命周期来控制程序资源(如内 存、文件句柄、网络连接、互斥量等等)的简单技术.

一般有以下几种:

auto_ptr的实现原理:管理权转移的思想,下面简化模拟实现了一份bit::auto_ptr来了解它的原理

unique_ptr的实现原理:简单粗暴的防拷贝,下面简化模拟实现了一份UniquePtr来了解它的原理

shared_ptr的原理:是通过引用计数的方式来实现多个shared_ptr对象之间共享资源。

share_ptr实现代码:包括测试代码:

template <typename T>
class Shared_Ptr {
private:
    T* _ptr; // 指向管理对象的指针
    int* _count; // 引用计数
    function<void(T* ptr)> _del = [](T* ptr) {delete ptr; };//自定义删除
public:
    // 构造函数
   Shared_Ptr(T* ptr = nullptr) 
       : _ptr(ptr)
       ,_count(new int(1))
   {}

   template<class D>
   Shared_Ptr(T* ptr, D del)
       : _ptr(ptr)
       , _count(new int(1))
       , _del(del)
   {}

    // 拷贝构造函数
    Shared_Ptr(const Shared_Ptr<T>& other) 
        : _ptr(other._ptr)
        , _count(other._count) 
    {
        // 增加引用计数
        ++(*_count);
    }

    void release()
    {
        if (--(*_count) == 0)
        {
            //delete _ptr;
            _del(_ptr);

            delete _count;
            _ptr = nullptr;
            _count = nullptr;
        }
    }
 
    // 赋值操作符
    Shared_Ptr& operator=(const Shared_Ptr<T>& other) {
        if (this != &other) {
            // 减少当前对象的引用计数,如果计数为0,则释放资源
            if (--(*_count) == 0) {
                release();
            }
            // 复制新的指针和计数
            _ptr = other._ptr;
            _count = other._count;
            ++(*_count);
        }
        return *this;
    }


    // 析构函数
    ~Shared_Ptr() {
        release();
        cout << "delete" << endl;
    }

    // 解引用操作符
    T& operator*() const {
        return *_ptr;
    }

    // 成员访问操作符
    T* operator->() const {
        return _ptr;
    }

    // 获取原始指针
    T* get() const {
        return _ptr;
    }

    // 检查是否为空
    bool empty() const {
        return _ptr == nullptr;
    }

    // 重置智能指针
    void reset(T* p = nullptr) {
        if (p != _ptr) {
            release();
            _ptr = p;
            _count = new int(1);
        }
    }

    // 引用计数的当前值
    unsigned use_count() const {
        return *_count;
    }
};

int main()
{
    Shared_Ptr<int> h1(new int[10]);
    Shared_Ptr<int> h2(h1);
    Shared_Ptr<int> h3(h2);

    cout << h1.use_count() << endl;
    cout << h2.use_count() << endl;
    cout << h3.use_count() << endl;

    Shared_Ptr<int> sp6((int*)malloc(40), [](int* ptr)
    {
          cout << "free:" << ptr << endl;
    	  free(ptr);
    });

    return 0;
}

weak_ptr原理:持有一个弱引用,它不会增加对象的引用计数。这意味着weak_ptr的存在不会影响对象的生命周期(用于解决share_ptr的循环引用)

使用区别:注意:unique_ptr的自自定义删除实现是写在<>里面的

C++11和boost中智能指针的关系

1. C++ 98 中产生了第一个智能指针auto_ptr.

2. C++ boost给出了更实用的scoped_ptr和shared_ptr和weak_ptr.

3. C++ TR1,引入了shared_ptr等。不过注意的是TR1并不是标准版。

4. C++ 11,引入了unique_ptr和shared_ptr和weak_ptr。需要注意的是unique_ptr对应boost 的scoped_ptr。并且这些智能指针的实现原理是参考boost中的实现的

今天分享就到这里啦,希望大家有所收获,我们一起进步!

本文来自互联网用户投稿,该文观点仅代表作者本人,不代表本站立场。本站仅提供信息存储空间服务,不拥有所有权,不承担相关法律责任。如若转载,请注明出处:http://www.coloradmin.cn/o/2082482.html

如若内容造成侵权/违法违规/事实不符,请联系多彩编程网进行投诉反馈,一经查实,立即删除!

相关文章

用powermock编写单元测试

1、pom文件引入jar包 <!-- 单元测试 start --> <dependency><groupId>org.springframework.boot</groupId><artifactId>spring-boot-starter-test</artifactId><scope>test</scope> </dependency> <dependency>&…

Jenkins服务安装配置

什么是 Jenkins Jenkins 是一个开源的自动化服务器&#xff0c;主要用于持续集成&#xff08;CI&#xff0c;Continuous Integration&#xff09;和持续交付/持续部署&#xff08;CD/CD&#xff0c;Continuous Delivery/Continuous Deployment&#xff09;。它帮助开发团队自动…

48.【C语言】结构体补充

承接20.【C语言】初识结构体&#xff08;重要&#xff09;中的结构体成员的访问 目录&#xff1a; 1.结构体创建 2.利用函数控制结构体 3.使用“结构体指针变量-->结构体成员变量”来修改结构体的数据 4.传值还是传址&#xff1f; 1.结构体创建 依据第20篇&#xff0c;可以…

Kafka【三】Windows下安装Kafka集群

前文&#xff1a;Kafka【一】Windows下安装单节点Kafka ① 安装ZooKeeper 在D:\创建文件夹kafkacluster&#xff0c;将kafka安装包kafka_2.12-3.6.1解压缩到kafka文件夹。 修改文件夹名为kafkazk 因为kafka内置了ZooKeeper软件&#xff0c;所以此处将解压缩的文件作为ZooKeep…

Ubuntu20.04可以同时安装ROS(Noetic)和ROS2(Humble)

Ubuntu系统确实可以同时安装ROS&#xff08;Robot Operating System&#xff09;和ROS2&#xff0c;但需要注意一些关键步骤和配置以确保两者能够顺利共存并独立运行。以下是在Ubuntu上同时安装ROS和ROS2的详细步骤和注意事项&#xff1a; 安装前准备 检查Ubuntu版本&#xff…

CTFHub SSRF靶场通关攻略

内网访问 首先进入环境 在url后面输入 http://127.0.0.1/flag.php访问&#xff0c;得出flag 伪协议读取文件 进入环境后再url后面拼接 file:///var/www/html/flag.php 访问后是&#xff1f;&#xff1f;&#xff1f;&#xff0c;那么我们F12检查源码得出flag 端口扫描 我们进行…

【苍穹外卖】Day2 员工接口 分类接口

1 新增员工 1.1 设计 前端表单&#xff1a; 路径&#xff1a;/admin/employee 方法&#xff1a;POST 本项目约定: 管理端发出的请求&#xff0c;统一使用 /admin 作为前缀 用户端发出的请求&#xff0c;统一使用 /user 作为前缀 存在数据库中的实体类对象&#xff1a; pac…

73 OSPF图解LSA(华三)

71 OSPF多区域实验(华三)-CSDN博客文章浏览阅读166次,点赞8次,收藏3次。实操https://blog.csdn.net/qq_56248592/article/details/141563010?spm=1001.2014.3001.5501 一 基础配置省略 上次的原图基础上扩展

openGuass——表空间、数据库、Schema详解

目录 一、表空间 二、数据库 三、模式:Schema 四、database schema table之间的关系 五、表 六、分区表 七、索引 八、视图 九、序列 十、同义词 十一、约束 一、表空间 自带了两个表空间&#xff1a;pg_default和pg_global。查看命令&#xff1a;\db 默认表空间pg…

力扣刷题(2)

寻找两个正序数组的中位数 寻找两个正序数组的中位数-力扣 思路: 合并两个正序数组找中位数 double findMedianSortedArrays(int* nums1, int nums1Size, int* nums2, int nums2Size) {int arr[nums1Size nums2Size];int n1 0, n2 0;int m 0;int q;//合并两个正序数组w…

非阻塞轮询

目录 前言1.options 参数2. 非阻塞轮询3. 模拟非阻塞轮询4. 非阻塞轮询 执行其它任务 前言 继上一篇文章 详谈进程等待 讲到 waitpid 系统调用&#xff0c;在该系统调用接口中还有一个 options 参数&#xff0c;本篇文章介绍 watipid 系统调用中的options 参数 以及 什么是非…

numpy 中的降维与升维

升维&#xff08;Dimensionality Augmentation&#xff09;&#xff1a;增加数据的维度&#xff0c;通常用于提供更多信息或从不同的角度看待数据。 降维&#xff08;Dimensionality Reduction&#xff09;&#xff1a;减少数据的维度&#xff0c;通常用于简化数据或去除无关紧…

微信删除了好友如何恢复?试试这3种方法,赶紧收藏!shuju

推荐3种恢复微信聊天记录的方法&#xff0c;帮你找回微信好删除好友的聊天记录&#xff01; 操作简单&#xff0c;可用于iOS、安卓手机和PC电脑端 1、万兴数据管家 点击直达官网下载>>https://huifu.wondershare.cn 万兴数据管家是一款专业的微信数据恢复软件。 支持苹…

免费屏幕录制软件有哪些?2024年最新测评15款录屏软件排行榜!

免费屏幕录制软件有哪些?2024年最新测评15款录屏软件排行榜! 录屏软件数不胜数&#xff0c;百度一搜跳出来成百上千款录屏软件&#xff01;专业的用起来太复杂&#xff0c;简单的又不堪其用&#xff01;还有各种各样防不胜防的套路。如果你没有像我一样深度了解过不同录屏软件…

基于huggingface peft进行qwen1.5-7b-chat训练/推理/服务发布

一、huggingface peft微调框架 1、定义 PEFT 是一个为大型预训练模型提供多种高效微调方法的Python库。 微调传统范式是针对每个下游任务微调模型参数。大模型参数总量庞大&#xff0c;这种方式变得极其昂贵和不切实际。PEFT采用的高效做法是训练少量提示参数(Prompt Tuning…

Datawhale X 李宏毅苹果书 AI夏令营 task2

《深度学习详解》 - 自适应学习率&#xff08;Task2&#xff09; 1. 自适应学习率的背景与重要性 学习率的挑战&#xff1a; 在训练深度学习模型时&#xff0c;选择合适的学习率至关重要。过大的学习率会导致训练过程中的震荡&#xff0c;使模型无法收敛&#xff1b;过小的学…

在 Navicat BI 中创建自定义字段:自定义排序顺序

在 Navicat BI 中&#xff0c;数据源引用你连接中的表或文件/ODBC 源中的数据&#xff0c;并可从不同服务器类型的中选择数据。数据集中的字段可用于构建图表。事实上&#xff0c;在构建图表时&#xff0c;你需要指定用于填充图表的数据源。 正如我们在整个系列中所看到的&…

html+css网页设计 个人网站模版 个人博客12个页面

htmlcss网页设计 个人网站模版 个人博客12个页面 网页作品代码简单&#xff0c;可使用任意HTML编辑软件&#xff08;如&#xff1a;Dreamweaver、HBuilder、Vscode 、Sublime 、Webstorm、Text 、Notepad 等任意html编辑软件进行运行及修改编辑等操作&#xff09;。 获取源码…

【Material-UI】Radio Group中的独立单选按钮详解

文章目录 一、Radio 组件概述1. 组件介绍2. 基本用法 二、Radio 组件的关键特性1. 选中状态控制2. 关联标签3. 自定义样式和图标4. 使用 FormControlLabel 提供标签支持 三、Radio 组件的实际应用场景1. 表单中的单选题2. 设置选项3. 导航选择 四、注意事项1. 无障碍支持2. 样式…

开源产品GeoMesa、MobilityDB存在哪些不足

友情链接&#xff1a; •时空数据库系列&#xff08;一&#xff09;什么是时空数据&#xff1f;特征和适用场景有哪些&#xff1f; •时空数据库系列&#xff08;二&#xff09;时空数据库介绍 了解数据模型与应用场景 •时空数据库系列&#xff08;三&#xff09;技术讲解&…