C++ 自定义异常 : run time performance and passing exceptions from C++ to C (as error info)

Question

我正在编写自定义 C++ 异常类(因此我可以通过 C API 将 C++ 中发生的异常传递给另一种语言)。

我最初的攻击计划如下:

//C++ 
myClass
{
public:
   myClass();
   ~myClass();

   void foo() // throws myException
   int foo(const int i, const bool b) // throws myException
} * myClassPtr;


// C API
#ifdef __cplusplus
extern "C" {
#endif

myClassPtr MyClass_New();
void MyClass_Destroy(myClassPtr p);
void MyClass_Foo(myClassPtr p);
int  MyClass_FooBar(myClassPtr p, int i, bool b);

#ifdef __cplusplus
};
#endif

我需要一种方法能够将 C++ 代码中抛出的异常传递给 C 端。我要传递给C端的信息如下:

(一)。什么(二).在哪里(C)。简单的堆栈跟踪(只是错误消息发生的顺序，没有调试信息等)

我想修改我的 C API，以便 API 函数采用指向结构 ExceptionInfo 的指针，该结构将在使用调用结果之前包含任何异常信息(如果发生异常)。

因此在 C API 中公开的 C++ 方法将像这样实现:

//我必须承认，这种实现方式有些怪异的“骇人听闻”(撇开维护噩梦不谈)——一定有更好的方法吗？

// ExceptionInfo default ctor initialized to no error

void MyClass::foobarTrappedExceptionWrapper(ExceptionInfo& ei)
{    
    try {
      // call foobar ...
      foobar();
    }
    catch(fast_exception& fe)
    {
       switch (fe.errcode())
       {
          //package exception info into ei for C consumption 
       }
    }
    catch(std::exception &e)
    {    
      //package exception info into ei for C consumption 
    }
}

C API 中公开的每个 C++ 方法的实现都需要包含在 try/catch 语句中(参见上面的代码片段)。这对性能的影响似乎非常严重(根据 article ):

"It is a mistake (with high runtime cost) to use C++ exception handling for events that occur frequently, or for events that are handled near the point of detection."

与此同时，我记得在我使用 C++ 的日子里在某处读到，尽管异常处理很昂贵，但只有当异常实际发生时它才会变得昂贵。那么，哪个是正确的？该怎么办？。有没有其他方法可以安全地捕获错误并将生成的错误信息传递给 C API？或者这是一个次要的考虑因素(毕竟这篇文章已经很老了，而且从那以后硬件也有了一些改进)。

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删除了问题 2，因为我找到了一种创建简单堆栈跟踪的方法 here .

Answer 1

答案

1. 两者都正确；你误解了第一个来源。 try{} block 基本上没有成本；它是 throw....catch(即传播)是昂贵的。因此，如果不发生异常，成本很低，这就是为什么在它们频繁发生时不应使用它们(因为那样你会经常抛出...捕获)。
2. 使用很长但大小固定的缓冲区并不比使用 std::string 轻。仅当您担心可能会因内存不足而引发异常(在这种情况下，std::string 构造函数会因为无法分配空间而引发异常)时，使用 std::string 才是一个坏主意。然而，为什么要重新发明轮子？我建议你看看boost::exception ，它提供了一个 boost::exception 类，允许将任意元数据附加到异常对象，它可以是轻量级(不附加元数据)或重量级，具体取决于您使用的元数据。<

关于在 C 中传递 C++ 异常的评论
选择继承或不继承 std::exception 对性能没有影响；该文章提到了传播异常和执行堆栈展开的成本很高(无论异常类型如何)的事实。就在 C 世界中传递异常而言...... C 中的错误处理通常使用整数返回类型和错误代码来完成，尽管如果你也想传递 C++ 对象，那么如果你可以多态复制异常类型，那么你可以简单地在堆上构造一个拷贝，然后将异常对象作为 void* 类型传递，如果你需要从该对象中提取信息，那么你可以创建 C在 C++ 中实现的接口(interface)，它将 void* 对象转换回指向您的异常类型的指针并提取适当的字段。如果您只需要 what() 消息，另一种方法是传递消息的 strdup()。但是请记住，如果 std::bad_alloc 是您处理的异常之一，那么任何需要分配/复制的东西都不会起作用(换句话说，如果您由于内存不足而失败，则分配更多内存是这不是个好主意)。

俗话说，“入乡随俗”……我个人的建议是在 C 中使用返回状态代码和错误代码，在 C++ 中使用异常处理。我真的不会费心尝试将 C++ 异常对象带入 C 世界。还要记住，C++ 代码调用 C 代码比 C 代码调用 C++ 代码更常见。如果您正在为您的 C++ 代码创建 C 接口(interface)，那么它们的行为可能应该像 C 接口(interface)一样，即返回错误状态代码。如果您的 C++ 代码调用返回错误状态代码的 C 函数，那么抛出异常而不是在底层 C 代码失败时返回错误状态代码是合理的。不过，在那种情况下，您处于 C++ 空间中，实际上不必担心异常会返回到 C 代码中。但是，如果您确实回到 C 世界，我建议您记录您拥有的任何信息并使用错误状态代码。

此外，考虑到 std::exception::what() 返回一个描述发生了什么的 char* 对象，而您的 API 返回一个指示异常类型的整数代码……好吧，这会让其他人感到困惑使用你的代码。当我看到您在 switch 语句中使用 waht() 时，我正要评论说您不能打开字符串，然后不得不仔细考虑并意识到这意味着与平常不同的东西。