Ist die Ausnahmebehandlung in C++ teuer?

Der Aufwand für die Ausnahmebehandlung in C++ umfasst das Entwickeln des Stapels und die Zuweisung von Ausnahmeobjekten. Die Ausnahmebehandlung kann optimiert werden, indem das Abfangen irrelevanter Ausnahmen vermieden wird, Try-Catch-Blöcke verwendet werden, Ausnahmen weitergegeben werden und das Schlüsselwort noexclusive verwendet wird, um das Entladen des Stapels und den Speicheraufwand zu reduzieren.

Ist die Ausnahmebehandlung in C++ teuer?

Es gibt einige Debatten über die Ausnahmebehandlung in C++. Einige halten es für zu umständlich und verbrauchen zu viel Leistung, während andere denken, dass es notwendig ist, Ausnahmen zu behandeln.

Overhead der Ausnahmebehandlung

In C++ liegt der Hauptoverhead der Ausnahmebehandlung in den folgenden Aspekten:

• Stack abwickeln: Wenn eine Ausnahme auftritt, muss das Programm den Funktionsaufrufstapel abwickeln, um die Ausnahme zu bestimmen Handler genannt. Dies kann ein zeitaufwändiger Prozess sein.
• Ausnahmeobjekte: Ausnahmen werden über Objekte weitergeleitet, die zugewiesen und im Heap-Speicher gespeichert werden. Dies erhöht den Speicheraufwand.

Optimieren Sie die Ausnahmebehandlung

Um den Overhead der Ausnahmebehandlung zu reduzieren, gibt es einige Techniken:

• Vermeiden Sie das Abfangen irrelevanter Ausnahmen: Fangen Sie nur die Ausnahmen ab, die die Anwendung vernünftigerweise verarbeiten kann.
• Verwenden Sie Try-Catch-Blöcke: Das Abfangen von Ausnahmen innerhalb eines bestimmten Bereichs kann den Aufwand für das Abwickeln des Stapels verringern.
• Ausnahmen weitergeben: Wenn die Ausnahme nicht behandelt werden kann, kann die Ausnahme an die aufrufende Funktion weitergegeben werden. Dadurch wird ein unnötiges Abwickeln des Stapels vermieden.
• Verwenden Sie das Schlüsselwort noexclusive: Für Funktionen, die keine Möglichkeit für Ausnahmen haben, können Sie das Schlüsselwort noexclusive verwenden, um zu verhindern, dass zur Kompilierungszeit Ausnahmebehandlungscode generiert wird.

Praktischer Fall

Das folgende Codebeispiel zeigt eine optimierte Ausnahmebehandlung:

void processData(int* data, int size) throw(std::out_of_range) {
    if (data == nullptr || size <= 0) {
        throw std::out_of_range("Invalid input");
    }

    // 进一步处理数据
}

int main() {
    int* data = nullptr;
    int size = 0;

    try {
        processData(data, size);
    } catch (std::out_of_range& e) {
        // 处理异常
    }

    return 0;
}

In diesem Beispiel:

• Die Funktion processData verwendet das Schlüsselwort noexclusive, um das zu verhindern Generierung von Ausnahmebehandlungscode, da dies der einzige Punkt ist, an dem eine std::out_of_range-Ausnahme ausgelöst werden kann. processData使用noexcept关键字来防止异常处理代码的生成，因为它是可能抛出std::out_of_range异常的唯一点。
• 异常只在main
Ausnahmen werden nur in der Funktion main abgefangen, wodurch der Aufwand für das Abwickeln von Stapeln verringert wird.
• Die Erstellung und Zerstörung von Ausnahmeobjekten wird nur durchgeführt, wenn eine Ausnahme auftritt, wodurch der Speicheraufwand reduziert wird.

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