C++ 类创建实例时出错的处理

C++ 类创建实例时出错的处理

C++类创建实例时都做了些什么

创建实例new操作做两件事:

  • 初始化成员(调用构造函数)
  • 第一件事内存分配不在用户的控制范围之内,第二件事初始化成员是由用户自定义的构造函数完成。

    1. 内存分配出错

    内存分配出错C++会获得一个std::bad_alloc()异常,通常有两种办法:

  • 办法1:catch异常
  • CLASS * c = NULL;
    try {
        c = new  CLASS(...);
    } catch (std::bad_alloc& ba) {
        std::cout << "failed: exception caught" << std::endl;
    

    把new操作包括在一个try-catch块里面,当new失败的时候能够截获一个异常事件。
    如果用户代码没有catch这个异常,则直接会导致程序crash,aborted。

    办法2:std::nothrow

    CLASS c = new (std::nothrow) CLASS(...);
    if (c == NULL) {
        std::cout << "failed: return is null" << std::endl;
    } else {
        std::cout << "success: return is not null" << std::endl;
    

    使用C++的nothrow机制,这样在分配失败的时候,不会抛出异常,取而代之的是返回空指针,这样要求调用者判断new的返回值是不是null。

    2. 初始化成员(构造函数)失败

    C++构造函数的建议原则是构造函数尽可能简单,只分配内存和成员初始化,所有的逻辑和复杂功能都移出去,从而尽量保证构造函数不会出错,因为我们知道构造函数是没有返回值的,而如果构造函数失败了,由于C++的继承机制可能会存在内存泄漏的问题。
    一句话就是尽可能简化构造函数,使得构造函数永远成功。如果确实构造函数比较复杂,需要把复杂功能独立处理作为一个新的函数,在构造函数完成后直接调用这个新函数,例如使用init函数:

    class CLASS {
    public:
        CLASS();
    public:
        bool init();
    CLASS::CLASS() {
    bool CLASS::init() {
        if (...) {
            return false;
        return true
    CLASS * c = new CLASS();
    bool b = c->init();
    if (b) {
    } else {
    

    另外如果真在构造函数里面出了问题,通常有两种办法:

    CLASS::CLASS(int size) {
        if (size <= 0) {
            throw std::bad_alloc();
    

    那么在caller能够截获这个异常。

  • 设置状态标志
  • CLASS::CLASS(int size) : mSucces(true) {
        if (size <= 0) {
            mSucces = false
    

    以后在引用CLASS实例之前先判断一下成员mSuccess是不是true,如果是true那么可以正常使用,反之如果是false,则说明这个实例没有初始化成功,应该禁止使用这个实例。

    问题:std::nothrow能不能作用在初始化成员(构造函数)失败时?

    在前面我们看到内存分配失败如果使用了std::nothrow,则不会抛出异常,而只会返回null指针,那么推广一下如果在初始化构造函数中失败了std::nothrow会不会屏蔽这个异常呢。
    答案是否定的,即 std::nothrow只屏蔽第一阶段内存分配时候的异常,而不会屏蔽初始化(构造函数)阶段的异常,因为否则第一阶段已经成功了,就无法回复了,导致内存泄漏。
    举例来说:

    #include <new>
    #include <iostream>
    class CLASS {
    public:
        CLASS(int size);
    CLASS::CLASS(int size) {
        if (size <= 0) {
            throw std::bad_alloc();
    int main(int argc, char * argv[]) {
        CLASS * tt = new (std::nothrow) CLASS(0);
        if (tt == NULL) {
            std::cout << "tt is null" << std::endl;
        else {
            std::cout << "tt is not null" << std::endl;
        return 0;
    

    运行结果:

    $ g++ t.cpp 
    $ ./a.out