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c++错误处理怎么选 c++异常/错误码/Expected对比【架构】

尼克

尼克

发布时间:2025-12-26 14:15:08

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c++kquote>应根据错误性质、部署约束和团队习惯选择:严重不可恢复错误用异常;跨语言或无异常环境用错误码;可恢复的预期错误优先用std::expected。

c++错误处理怎么选 c++异常/错误码/expected对比【架构】

c++异常:适合严重错误和资源管理场景

异常适用于程序无法继续执行的严重问题,比如内存分配失败、文件打开失败且无备选路径、逻辑前提被破坏(如空指针解引用前未检查)。它的核心优势是能自动展开,配合 RAII 可靠释放资源——析构函数在异常传播途中必然执行。但代价明显:启用异常会增加二进制体积,影响部分嵌入式或高性能场景;编译器需生成额外的 unwind 表;且调用方若忽略 catch,会导致程序终止,对可靠性要求极高的系统需谨慎。

建议:
- 服务端核心逻辑、桌面应用中可放心使用异常处理不可恢复错误;
- 禁用异常时(-fno-exceptions),必须同步禁用 throw/catch 和依赖异常的 STL 组件(如 std::vector::at());
- 不要用异常传递业务状态(如“用户不存在”),这属于预期分支,不是错误。

错误码:轻量、可控,适合系统层与跨语言接口

返回整数(如 POSIX 的 errno)、枚举或自定义错误类型(如 std::error_code),调用方必须显式检查。它零开销、确定性高、兼容 C 接口,是驱动、OS 内核、嵌入式模块的主流选择。缺点是容易被忽略(忘记 if 判断)、错误传播冗长(层层 return)、难以携带上下文信息。

建议:
- 在 ABI 稳定接口(如 DLL 导出函数、C API 封装层)中统一用错误码;
- 使用 std::error_code + std::error_condition 实现可扩展、可比较、可翻译的错误分类;
- 配合宏或辅助函数(如 TRY_CALL(f()))减少样板检查代码。

Expected(如 std::expected 或第三方库):兼顾表达力与控制流清晰度

std::expected(C++23 标准化)将成功值与错误对象封装在一个类型中,强制调用方处理两种可能。相比异常,它不触发栈展开,性能可预测;相比错误码,它天然支持携带丰富错误信息(如结构化错误对象、堆栈快照、原始错误码),且避免了“错误被静默忽略”的风险(访问 .value() 前通常需先检查 .has_value() 或用 .and_then() 等组合子链式处理)。

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建议:
- 新项目中优先考虑 std::expected 处理可恢复的、预期发生的错误(如解析失败、网络超时、配置缺失);
- 配合 std::unexpected 和自定义错误类型,实现语义清晰的错误建模;
- 注意避免过度嵌套(如 expected,E2>),必要时用 transform()and_then() 扁平化。

怎么选?看错误性质、团队习惯与部署约束

关键判断依据不是“哪个更先进”,而是:
- 错误是否允许局部处理后继续执行?→ 是 → 用 expected 或错误码;否 → 异常更自然;
- 是否需跨语言调用或运行在无异常环境?→ 是 → 排除异常,选错误码或 expected(后者需确保 ABI 兼容);
- 团队是否已建立成熟错误码分类体系?→ 是 → 延续比切换成本更低;
- 是否需要错误上下文(如位置、输入片段、嵌套原因)?→ expected 比裸错误码更易承载。

混合使用合理:底层驱动用错误码,中间件用 expected 封装并补充上下文,上层业务逻辑对致命错误仍 throw 异常(如鉴权失败后拒绝服务)。

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