Was sind die Best Practices für Ausnahmesicherheit in C?

Was sind die Best Practices für Ausnahmesicherheit in C?

Die Ausnahmesicherheit in C ist entscheidend für die Entwicklung einer robusten und zuverlässigen Software. Hier sind einige der Best Practices, um die Ausnahmesicherheit zu gewährleisten:

1. Verwenden Sie RAII (Ressourcenakquisition ist Initialisierung): RAII ist eine grundlegende Technik in C, bei der Ressourcen während der Objektkonstruktion erfasst und während der Zerstörung der Objekte automatisch freigegeben werden. Dies stellt sicher, dass die Ressourcen ordnungsgemäß verwaltet werden, selbst wenn eine Ausnahme ausgelöst wird.
2. Implementieren Sie die starke Ausnahmegarantie: Diese Garantie gibt an, dass Vorgänge in den Staat zurückgeführt werden können, bevor der Betrieb begann, wenn eine Ausnahme eintritt. Um dies zu erreichen, wird häufig Transaktionen verwendet oder Kopien von Objekten erstellt, die von Ausnahmen beeinflusst werden können.
3. Verwenden Sie Ausnahmespezifikationen: Obwohl im modernen C veraltet, können Ausnahmebetechnungen dokumentieren, welche Ausnahmen eine Funktion auswirken könnte. In C 11 und später kann noexcept verwendet werden, um anzugeben, dass eine Funktion keine Ausnahmen auswirft.
4. Code mit der grundlegenden Ausnahmegarantie: Die grundlegende Garantie stellt sicher, dass nach einer Ausnahme immer noch alle Objekte in einem gültigen Zustand sind, auch wenn der Staat des Programms möglicherweise nicht vorhersehbar ist. Dies bedeutet, dass alle Objekte nach einer Ausnahme zerstörbar und nutzbar bleiben.
5. Implementieren Sie die Not-Throw-Garantie: Einige Teile Ihres Codes, insbesondere Destruktoren und Swap-Funktionen, sollten niemals Ausnahmen ausführen. Sicherstellen, dass dies für die Aufrechterhaltung der Ausnahmesicherheit von entscheidender Bedeutung ist.
6. Verwenden Sie intelligente Zeiger: Smart -Zeiger wie std::unique_ptr und std::shared_ptr verwalten automatisch den Speicher und verhindern Lecks bei Vorhandensein von Ausnahmen.
7. Vermeiden Sie nackte new und delete : Verwenden Sie anstelle der manuellen Speicherverwaltung Container und intelligente Zeiger, um Ressourcen zu verwalten, und verringern Sie das Risiko von Speicherlecks.
8. Testen Sie mit Ausnahmen: Testen Sie Ihren Code aktiv, indem Sie Ausnahmen an verschiedenen Stellen werfen, um zu sehen, wie Ihr Programm reagiert. Dies kann dazu beitragen, Schwachstellen in Ihrer Ausnahmebehandlungstrategie zu identifizieren.

Was sind die Schlüsseltechniken, um die Ausnahmesicherheit in C zu gewährleisten?

Es werden verschiedene Schlüsseltechniken eingesetzt, um die Ausnahmesicherheit in C zu gewährleisten:

1. Scope-Bound Resource Management (SBRM): Diese Technik, auch als RAII bezeichnet, stellt sicher, dass die Ressourcen auch dann veröffentlicht werden, wenn eine Ausnahme auftritt. Durch die Verwendung von Klassen, die Ressourcen automatisch verwalten, können Sie Ressourcenlecks verhindern.
2. Kopier- und Swap-Idiom: Diese Idiom hilft bei der Erreichung der starken Ausnahmegarantie. Die Idee ist, eine Kopie des Objekts zu erstellen, die Kopie zu ändern und dann mit dem ursprünglichen Objekt auszutauschen. Wenn während der Modifikation eine Ausnahme auftritt, bleibt das ursprüngliche Objekt unverändert.
3. Transaktionsbasierte Techniken: In Szenarien, in denen Sie sicherstellen müssen, dass eine Reihe von Operationen entweder vollständig erfolgreich sind oder ohne den Status beeinträchtigen, können transaktionsbasierte Ansätze verwendet werden. Dies beinhaltet häufig die Aufrechterhaltung eines Zustands vor dem Betrieb und der Rückrollen, wenn eine Ausnahme eintritt.
4. Ausnahme neutraler Code: Schreiben Sie Code, der weder Ausnahmen ausgelöst noch umgehen muss. Dieser Ansatz vereinfacht den Code und reduziert das Risiko von Ausnahmen im Zusammenhang mit Fehlern.
5. Function -Versuchsblöcke: Verwenden von Versuchsblöcken um Funktionskörper können Ausnahmen auf Funktionsebene verwalten. Dies ist besonders nützlich für Konstruktoren, bei denen Sie möglicherweise Ressourcen bereinigen möchten, wenn eine Ausnahme eintritt.
6. Mithilfe von std::exception_ptr : Mit dieser Klasse können Sie eine Ausnahme speichern und später überdenken. Es ist nützlich für Szenarien, in denen Sie eine Ausnahme zu einem späteren Zeitpunkt oder in einem anderen Thread abwickeln müssen.

Wie kann die Ausnahmesicherheit in das C -Code -Design integriert werden?

Die Integration der Ausnahmesicherheit in C -Code -Design beinhaltet mehrere Schritte und Überlegungen:

1. Entwerfen Sie mit Raii: Entwerfen Sie von Anfang an Ihre Klassen, um Raii zu verwenden. Dies bedeutet, Klassen zu erstellen, die automatisch Ressourcen verwalten und sicherstellen, dass sie freigegeben werden, wenn sie keinen Umfang haben.
2. Verwenden Sie ausnahmssichere Container: Verwenden Sie beim Entwerfen von Datenstrukturen oder nachahmen Sie das Verhalten von Standardbibliotheksbehältern wie std::vector , die als außergewöhnliche Safe ausgelegt sind.
3. Implementieren Sie Kopier- und Swap-IDIOM: Implementieren Sie für Klassen, die Ressourcen verwalten oder einen komplexen Zustand haben, die IDIOM von Copy-and-Swap, um die starke Ausnahmegarantie zu erzielen.
4. Verwenden Sie gegebenenfalls nocePcept: Markieren Sie Funktionen, die keine Ausnahmen mit noexcept abgeben. Dies dokumentiert nicht nur Ihren Code, sondern kann dem Compiler auch optimieren.
5. Design für Rollback: Wenn Sie Operationen entwerfen, die mehrere Schritte umfassen, überlegen Sie, wie Sie zum ursprünglichen Zustand zurückkehren können, wenn eine Ausnahme auftritt. Dies kann die Aufrechterhaltung von temporären Zuständen oder die Verwendung von Transaktionen beinhalten.
6. Test auf Ausnahmen: Fügen Sie Ausnahmestests in Ihren Entwurfsprozess ein. Werfen Sie Ausnahmen in verschiedene Teile Ihres Codes, um zu sehen, wie das System reagiert, und um sicherzustellen, dass es sich wie erwartet verhält.
7. Verwenden Sie den neutralen Code aus Ausnahme: Entwerfen Sie nach Möglichkeit Teile Ihres Systems, um eine Ausnahme neutral zu sein. Dies vereinfacht den Code und verringert die Komplexität der Handhabung von Ausnahmen.
8. Dokumentausnahmeverhalten: Dokumentieren Sie klar, welche Ausnahmen eine Funktion auswirken könnten und welche garantiert, z. B. grundlegende, starke oder Nothrow). Dies hilft beim Verständnis und zur Aufrechterhaltung des Code.

Welche Tools oder Bibliotheken können dazu beitragen, die Ausnahmesicherheit bei der C -Programmierung zu verbessern?

Mehrere Tools und Bibliotheken können die Ausnahmesicherheit in C verbessern:

1. Boost -Bibliotheken: Die Boost Library Collection bietet mehrere Tools, die mit Ausnahmesicherheit helfen können. boost::shared_ptr (jetzt Teil des Standards als std::shared_ptr ) hilft beispielsweise bei der sicheren Verwaltung von Ressourcen.
2. Google's Abseil: Abseil ist eine Sammlung von C -Bibliothekscode von Google, die das Erstellen von C -Anwendungen unterstützen soll. Es enthält außergewöhnliche Datenstrukturen und Dienstprogramme, die bei Ausnahme zur Handhabung helfen können.
3. CPPcheck: Dies ist ein statisches Analysetool, mit dem Ihren Code auf eine Vielzahl von Problemen, einschließlich Ausnahmesicherheit, überprüfen kann. Es kann potenzielle Probleme wie Ressourcenlecks erkennen, die bei Vorhandensein von Ausnahmen auftreten können.
4. VALGRIND: Während in erster Linie ein Speicherdebugging-Tool, kann Valgrind verwendet werden, um Probleme im Zusammenhang mit Speicher zu erkennen, die sich aus Ausnahmen ergeben könnten, um sicherzustellen, dass Ihr Code ausnahmslos ist.
5. Adressanitierer und undefinedBehaviorsAritizer: Dies sind Laufzeit -Speicherfehlerdetektoren, die in modernen C -Compilern enthalten sind. Sie können helfen, Gedächtnisprobleme zu identifizieren, die möglicherweise während der Ausnahmebehandlung aufgedeckt werden.
6. Klanggezeiten: Dieses Tool kann die Codierungsstandards durchsetzen und nach bestimmten Ausnahmesicherheitspraktiken überprüfen. Es enthält Schecks, die dazu beitragen können, die Ausnahmesicherheit Ihres Codes zu verbessern.
7. Catch2: Dies ist ein modernes C -Test -Framework, mit dem Unit -Tests geschrieben werden können, die speziell auf Ausnahmesicherheit testen. Sie können Ausnahmen in Ihre Tests werfen, um sicherzustellen, dass sich Ihr Code korrekt verhält.

Durch die Verwendung dieser Tools und Bibliotheken können Sie die Ausnahmesicherheit Ihrer C -Programme verbessern und sicherstellen, dass sie robuster und zuverlässiger sind.

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