什麼是堆疊展開以及它在異常處理中如何運作？

理解程式設計中的堆疊展開

堆疊展開是程式設計中的一個基本概念，特別是在異常處理的上下文中。它涉及到異常發生時對程式堆疊的系統解構。

什麼是堆疊展開？

在程式中，每個函數呼叫都會在程式堆疊中。此幀保存函數的局部變數、參數和返回位址。當拋出異常時，需要「展開」堆疊以撤消導致異常的函數呼叫的影響。

堆疊展開如何運作

當拋出異常時，運行時系統會找出程式中最近的異常處理程序。在異常處理程序之前調用的所有函數的堆疊幀將按順序展開。這是透過在每個幀中呼叫任何自動變數（在堆疊上分配的變數）的析構函數來完成的。

堆疊展開範例

考慮以下程式碼：

void func( int x )
{
    char* pleak = new char[1024];  // Potential memory leak
    std::string s("hello world");  // Destructor will be called properly
    if ( x ) throw std::runtime_error( "boom" );
    delete [] pleak;  // Not executed if an exception is thrown
}

int main()
{
    try
    {
        func( 10 );
    }
    catch ( const std::exception& e )
    {
        return 1;
    }
    return 0;
}

在這個範例中，異常是在函數 func 中拋出的。由於異常是在 main 的 try 區塊中捕獲的，因此 func 的堆疊幀被展開。這意味著 std::string 物件 s 的析構函數將被調用，確保為 s 分配的記憶體被正確釋放。但是，如果拋出異常，為plek分配的記憶體將會遺失。

資源取得就是初始化（RAII）

堆疊展開的概念允許使用C 中的資源獲取即初始化 (RAII) 技術。此技術可確保自動變數（在堆疊上）取得的資源在變數超出範圍時自動釋放。這有助於防止記憶體洩漏和其他與資源相關的問題。

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