C++原本的异常系统是这个样子的：
调用what()方法时只返回异常的名称，并没有显示抛出异常的位置和堆栈跟踪，功能上显得少许的贫瘠...
下面这个是我自己实现的改良版的异常处理系统：
可以看到详细的信息，下面是实现过程。
一、模拟栈展开的过程
网上看到别人用一些很奇怪的方法来获取堆栈信息，从而实现堆栈跟踪。
个人觉得很费劲，而且还要安装第三方库。
于是我们可以写一个类来模拟这个过程。
定义一个叫做ExceptionStackTrace的类：
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class ExceptionStackTrace { private: const char** m_message_trace = nullptr; // 方法名数组 size_t* m_line_trace = nullptr; // 行数数组 int m_top; // 栈顶 int m_size; // 大小 public: ExceptionStackTrace(int size); void push(const char* message); // 入栈一个方法 void pop(); // 出栈一个方法 bool empty() const; // 判断是否为空 int top() const; // 返回栈顶索引 int size() const; // 返回大小 void print_stack_trace() const; // 打印堆栈跟踪信息 void throw_(SuperException except); // 抛出一个异常，需要继承SuperException这个后面会讲到 }; |
既然是模拟，所以需要在程序最前面定义一个静态的对象，使用时在每一个函数的开始和结束部分加上这两句：
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static ExceptionStackTrace est = 128; void method(...) { est.push(__FUNCSIG__); ... // 异常抛出在这里可以被捕捉 est.pop(); } main ... |
当调用方法时，会在调用ExceptionStackTrace的push方法，将方法信息压栈。
之后再执行方法内部的语句。
最后在将方法出栈，模拟方法已被调用完毕。
下面是实现代码：
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ExceptionStackTrace::ExceptionStackTrace(int size) { // 尺寸不能是负数 if (size <= 0) throw std::exception("Size should greater than 0."); m_message_trace = new const char*[size]; m_top = 0; m_size = size; } void ExceptionStackTrace::push(const char* message) { // 方法信息压栈 m_message_trace[m_top] = message; ++m_top; } void ExceptionStackTrace::pop() { // 方法信息出栈，栈空抛异常 if (this->empty()) throw std::exception("Exception stack trace empty!"); --m_top; } bool ExceptionStackTrace::empty() const { return m_top == 0; } int ExceptionStackTrace::top() const { return m_top; } int ExceptionStackTrace::size() const { return m_size; } void ExceptionStackTrace::print_stack_trace() const { // 从后往前，因为栈的性质后进先出 for (int i = m_top - 1; i >= 0; --i) { printf(" At method "%s" ", m_message_trace[i]); } } void ExceptionStackTrace::throw_(SuperException except) { // 抛出一个异常 printf("Unhandled exception: %s: %s ", except.exception_name(), except.message()); this->print_stack_trace(); exit(-1); } |
二、新异常处理系统中异常的定义
异常包括信息和异常名称，同时还需要支持自定义异常。
所以我们可以搞一个用于新异常系统的父类异常，自定义的异常全部继承这个类即可。
父类的名字叫SuperException，下面是类结构：
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#define M_GetName(data) #data // 宏定义，获取字符串形式类的名称 class SuperException { private: const char* m_exception_name = nullptr; // 异常名称 const char* m_message = nullptr; // 异常消息 public: // 构造函数 SuperException(const char* message, const char* exception_name = M_GetName(SuperException)); const char* message() const; // 获取异常消息 const char* exception_name() const; // 获取异常名称 }; |
然后是实现部分：
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SuperException::SuperException(const char* message, const char* exception_name) { m_message = message; m_exception_name = exception_name; } const char* SuperException::message() const { return m_message; } const char* SuperException::exception_name() const { return m_exception_name; } |
具体用法：
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int main() { est.push(__FUNCSIG__); int i = 0; scanf_s("%d", &i); if (i == 128) est.throw_(SuperException("这是一个异常。")); est.pop(); return 0; } |
当输入128时：
三、超级运用
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#include "ExceptionStackTrace.h" static ExceptionStackTrace est = 128; // 自定义一个异常 class IndexOutOfBoundsException : public SuperException { public: IndexOutOfBoundsException(const char* message, const char* exception_name = M_GetName(Exception)) : SuperException(message, exception_name) { } }; // 自定义一个异常 class BadArrayException : public SuperException { public: BadArrayException(const char* message, const char* exception_name = M_GetName(Exception)) : SuperException(message, exception_name) { } }; template private: T* m_array; size_t m_length; private: // 下标检查 void index_check(size_t index) { est.push(__FUNCSIG__); if (index >= m_length) { est.throw_(IndexOutOfBoundsException("Index out of bounds.")); } est.pop(); } public: // 构造器 Array(size_t length) { est.push(__FUNCSIG__); m_length = length; try { m_array = new T[length]; } catch (std::bad_alloc) { est.throw_(BadArrayException("Cannot create a Array object because no space.")); } est.pop(); } // 索引访问 T& operator[](size_t index) { est.push(__FUNCSIG__); index_check(index); est.pop(); return m_array[index]; } }; int main() { est.push(__FUNCSIG__); Array a[129] = new char[16]; est.pop(); return 0; } |
结果：
为一的遗憾就是没法加上行号文件等提示信息，如果能够实现的话，我将会在下一篇博客中提及。
