C++11 返回值和错误对

Question

由于 C++11 引入了移动语义，我想知道该函数是否可以同时返回值和操作状态。实际上，实现起来并不难，但我即将开始一个新的庞大项目，不知道我应该走这条路，还是使用一些老式的东西。所以我很好奇你的看法。

请考虑以下符号:

class File
{
    FILE *file = nullptr;

    public:

        Result<void> open(const char *fileName);
        Result<void> close();
        Result<size_t> size();
        Result<void> seek(size_t newPosition);
        Result<size_t> position();
        Result<char> readCharacter();
};

现在让我们分析一个用法示例:

Result<void> processFile(const char *fileName)
{
    File file;
    auto result = file.open(fileName);
    if (!result.isSuccess())
        return result;

    auto fileSize = file.size();
    if (!fileSize.isSuccess())
        return fileSize;

    for (size_t i = 0; i < fileSize; i++) {
        auto character = file.readCharacter();
        if (!character.isSuccess())
            return character;

        if (character < 'a' || character > 'z')
            return Error::invalidData;

        // processfileCharacter(character);
    }

    return Error::success;
}

如您所见，错误管理变得极其简单。此外，当我编写仅包含 header 的代码时，启用优化后 GCC 和 MSVC 都会生成非常优化的代码。我非常喜欢这种表示法，没有看到任何严重的缺点。但我很想听听您的意见。

实现

如需测试，请欣赏代码:

enum class Error: int
{
    success,
    unknown,
    invalidData
    // ...
};

结果类:

template <typename Type = void>
class Result
{
    Error error = Error::success;
    Type data;

    public:

        Result() = default;

        Result(Result &&result) = default;
        Result(const Result &result) = default;
        template <typename OtherType> Result(const Result<OtherType> &result) : error(result.error) {}

        Result & operator =(Result &&result) = default;
        Result & operator =(const Result &result) = default;
        template <typename OtherType> Result & operator =(const Result<OtherType> &result) { error = result; return *this; }

        Result(const Type &data) : data(data) {}
        Result(Type &&data) : data(std::move(data)) {}
        Result(const Error &error) : error(error) {}
        Result(Error &&error) : error(std::move(error)) {}

        operator Type& () { return data; }
        operator const Type& () const { return data; }
        operator const Error() const { return error; }

        bool isSuccess() const { return error == Error::success; }
};

void 特化:

template <>
class Result<void>
{
    Error error = Error::success;

    public:

        Result() = default;

        Result(Result &&result) = default;
        Result(const Result &result) = default;
        template <typename OtherType> Result(const Result<OtherType> &result) : error(result.error) {}

        Result & operator =(Result &&result) = default;
        Result & operator =(const Result &result) = default;
        template <typename OtherType> Result & operator =(const Result<OtherType> &result) { error = result; return *this; }

        Result(const Error &error) : error(error) {}
        Result(Error &&error) : error(std::move(error)) {}

        operator const Error() const { return error; }

        bool isSuccess() const { return error == Error::success; }
};

Answer 1

这种方法有以下主要缺点:

• 当您忘记检查结果时，它会打开您的代码库以应对静默故障的可能性。

  请考虑将此代码作为客户端代码示例:

  Result<void> processFile(const char *fileName)
  {
      File file;
      auto result = file.open(fileName);
      // utnapistim was tired when writing this code and forgot to
      // check the error status in result
      // (this is a bug)
  
      auto fileSize = file.size(); // (1)
      if (!fileSize.isSuccess())
          return fileSize;
  
      // ...
      // rest is the same as your example client code
  
      return Error::success;
  }
  

  缺少错误检查下方的代码无提示地失败:它将在不应该执行的情况下执行，并且数据无效。

  在这种特殊情况下，执行的代码(第 (1) 行)位于 File 类中，这可以工作正确(如果 File 类在获取大小之前检查内部状态)。

  使用您的方法，无论何时编写客户端代码，您都必须明确记住要处理错误。在大多数实际情况下，您会假设 File::size 在调用低级文件大小函数之前检查状态。

  不要假设 - 它会导致错误。

• 它会严重膨胀所有客户端代码，努力完成编译器的工作。考虑这个替代的客户端代码:

  void processFile(const char *fileName)
  {
      auto file = File{fileName}; // throws on failure
      auto fileSize = file.size(); // executed only on success
  
      for (size_t i = 0; i < fileSize; i++) {
          auto character = file.readCharacter(); // throws on failure
  
          if (character < 'a' || character > 'z')
              throw invalidData{'expected alphanumeric value'};
  
      // processfileCharacter(character);
      }
  
      return Error::success;
  }
  

  您需要维护的客户端代码更少，而且代码看起来更简单

  你有不变量(当你在 File 实例的声明之下时，你知道它是有效的，而不必添加 if声明)

• 它严重限制了 OO 设计的良好原则:

  • 当你的构造函数无法运行时会发生什么？您的 File 类没有。

如果您改为使用异常，则这不是问题:无论您是否对它们进行测试(catch block )，异常都会传播。

除非您有充分的理由避免异常，您应该使用它们进行错误处理。