Cの例外安全のためのベストプラクティスは何ですか?
Cの例外安全性は、堅牢で信頼できるソフトウェアを開発するために重要です。例外の安全性を確保するためのベストプラクティスの一部を以下に示します。
- RAIIを使用します(リソースの取得は初期化です): RAIIは、オブジェクトの構築中にリソースが取得され、オブジェクトの破壊中に自動的にリリースされるCの基本的な手法です。これにより、例外がスローされていても、リソースが適切に管理されることが保証されます。
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強力な例外保証を実装します。この保証は、例外が発生した場合に操作が開始される前に操作を州に戻すことができると述べています。これを達成するには、多くの場合、トランザクションを使用したり、例外によって影響を受ける可能性のあるオブジェクトのコピーを作成したりします。
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例外仕様の使用:最新のCでは非推奨ですが、例外仕様は、関数がスローする可能性のある例外を文書化するのに役立ちます。 C 11以降では、
noexcept
使用して、関数が例外をスローしないことを指定できます。
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基本的な例外保証を念頭に置いてコード:基本的な保証は、例外の後、プログラムの状態が予測不可能であっても、すべてのオブジェクトがまだ有効な状態にあることを保証します。これは、すべてのオブジェクトが破壊可能であり、例外後に使用可能なままであることを保証することを意味します。
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非投げ保証を実装します。コードの一部、特にデストラクタとスワップ機能は、例外をスローしないでください。これを保証することは、例外の安全性を維持するために重要です。
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スマートポインターを使用:
std::unique_ptr
やstd::shared_ptr
などのスマートポインターは、自動的にメモリを管理し、例外の存在下でリークを防ぐのに役立ちます。
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裸の
new
削除とdelete
避ける:手動メモリ管理の代わりに、コンテナとスマートポインターを使用してリソースを管理し、メモリリークのリスクを軽減します。
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例外を除いてテスト:プログラムがどのように応答するかを確認するために、さまざまな場所に例外をスローしてコードを積極的にテストします。これは、例外処理戦略の弱点を特定するのに役立ちます。
cの例外安全性を確保するための重要な手法は何ですか?
cの例外の安全性を確保するために、いくつかの重要な手法が採用されています。
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スコープバウンドリソース管理(SBRM): RAIIとしても知られるこの手法により、例外が発生してもリソースがリリースされることが保証されます。リソースを自動的に管理するクラスを使用することにより、リソースリークを防ぐことができます。
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コピーアンドスワップイディオム:このイディオムは、強力な例外保証を達成するのに役立ちます。アイデアは、オブジェクトのコピーを作成し、コピーを変更し、元のオブジェクトと交換することです。変更中に例外が発生した場合、元のオブジェクトは変更されていません。
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トランザクションベースの手法:州に影響を与えることなく、一連の操作が完全に成功または失敗することを確認する必要があるシナリオでは、トランザクションベースのアプローチを使用できます。これには、多くの場合、操作前に状態を維持し、例外が発生した場合にロールバックすることが含まれます。
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例外ニュートラルコード:例外をスローしたり、それらを処理する必要もないコードを記述します。このアプローチはコードを簡素化し、例外関連のバグのリスクを減らします。
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関数Tryブロック:関数の周りのトライブロックを使用すると、関数レベルで例外を管理するのに役立ちます。これは、例外が発生した場合にリソースをクリーンアップしたいコンストラクターにとって特に便利です。
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std::exception_ptr
の使用:このクラスを使用すると、保存して例外をrethrowすることができます。これは、後でまたは別のスレッドで例外を処理する必要があるシナリオに役立ちます。
例外の安全性をCコード設計に統合するにはどうすればよいですか?
例外の安全性をCコード設計に統合するには、いくつかのステップと考慮事項が含まれます。
- Raiiを念頭に置いてデザイン:最初から、クラスを設計してRaiiを使用します。これは、リソースを自動的に管理するクラスを作成し、範囲外に出たときにリリースされるようにすることを意味します。
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例外コンテナを使用する:データ構造を設計するとき、例外セーフになるように設計された
std::vector
などの標準ライブラリコンテナの動作を使用または模倣します。
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コピーアンドスワップIdiomを実装する:リソースを管理するか、複雑な状態を持つクラスの場合、コピーアンドスワップIdiomを実装して、強力な例外保証を実現します。
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必要に応じてnoExceptを使用します。noExceptで例外
noexcept
スローしない関数をマークします。これは、コードを文書化するだけでなく、コンパイラを最適化できるようにすることもできます。
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ロールバックの設計:複数のステップを伴う操作を設計するときは、例外が発生した場合は元の状態にロールバックする方法を考えてください。これには、一時的な状態を維持したり、取引を使用したりすることがあります。
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例外のテスト:設計プロセスに例外テストを含めます。コードのさまざまな部分に例外を投げて、システムがどのように応答するかを確認し、予想どおりに動作するようにします。
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例外コードを使用:可能であれば、システムの部分を設計して、例外をニュートラルにします。これにより、コードが簡素化され、処理の例外の複雑さが減少します。
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ドキュメントの例外動作:関数がスローする可能性のある例外と、それが提供するもの(例えば、基本、強い、またはnothrow)を明確に文書化します。これは、コードの理解と維持に役立ちます。
Cプログラミングの例外の安全性を高めるのに役立つツールやライブラリは何ですか?
いくつかのツールとライブラリは、cの例外の安全性を高めることができます:
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ブーストライブラリ:ブーストライブラリコレクションは、例外の安全性に役立ついくつかのツールを提供します。たとえば、
boost::shared_ptr
(現在は標準の一部としてstd::shared_ptr
として)は、リソースを安全に管理するのに役立ちます。
- Google's Abseil: Abseilは、Cアプリケーションの構築をサポートするように設計されたGoogleのCライブラリコードのコレクションです。例外処理に役立つ例外データ構造とユーティリティが含まれています。
- CPPCheck:これは、例外安全を含むさまざまな問題についてコードを確認できる静的分析ツールです。例外の存在下で発生する可能性のあるリソースリークなどの潜在的な問題を検出できます。
- Valgrind:主にメモリデバッグツールですが、Valgrindを使用して、例外から発生する可能性のあるメモリ関連の問題を検出し、コードが例外であることを確認するのに役立ちます。
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アドレスサンイタイザーと未定義の可能性のあるベハビオルアニタイザー:これらは、最新のCコンパイラに含まれるランタイムメモリエラー検出器です。彼らは、例外処理中に公開される可能性のあるメモリの問題を特定するのに役立ちます。
- Clang-Tidy:このツールは、コーディング標準を実施し、特定の例外安全慣行を確認できます。コードの例外安全性を改善するのに役立つチェックが含まれています。
- CATCH2:これは、例外の安全性を特別にテストするユニットテストを作成するために使用できる最新のCテストフレームワークです。テストに例外をスローして、コードが正しく動作するようにすることができます。
これらのツールとライブラリを使用することにより、Cプログラムの例外安全性を高め、それらがより堅牢で信頼性が高いことを確認できます。
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