C++构造函数异常如何处理 成员对象构造失败时的清理策略

构造函数异常处理需确保资源安全和状态一致性，使用智能指针或 try-catch 清理已分配资源。1. 构造函数抛出异常时，仅已完全构造的成员对象会被销毁，未完成构造的对象需手动清理资源；2. raii 在构造函数中因析构函数不被调用而失效，应改用 try-catch 捕获异常并释放资源；3. 更优方案是使用智能指针（如 std::unique_ptr），其在异常抛出时自动释放资源；4. 构造函数异常安全分为三级：强保证、基本保证、不抛异常保证，智能指针可助其实现；5. 基类构造函数抛出异常时，派生类需在 try-catch 中处理并维护状态一致性。

C++构造函数中抛出异常是相当棘手的问题，因为它破坏了“构造完成的对象”这一基本假设。简单来说，构造函数一旦抛出异常，就意味着这个对象并没有成功构造出来。那么，资源清理的重任就落在了我们肩上。

构造函数异常处理的核心在于确保资源安全和状态一致性。成员对象构造失败时，尤其需要一套完善的清理策略，避免内存泄漏或其他资源问题。

成员对象构造失败时的清理策略

立即学习“C++免费学习笔记（深入）”；

当成员对象在构造函数中抛出异常时，C++只负责销毁已经完全构造好的成员对象。这意味着，如果你的构造函数中先构造了

A

B

B

A

A

B

RAII (Resource Acquisition Is Initialization) 是一种常用的策略，它将资源的管理与对象的生命周期绑定。这意味着在构造函数中获取资源，并在析构函数中释放资源。但是，构造函数抛出异常时，析构函数不会被调用，这使得 RAII 策略在构造函数中失效。我们需要另辟蹊径。

一种方法是使用 try-catch 块在构造函数内部捕获异常，并在 catch 块中手动清理资源。

class MyClass {
private:
  Resource* res1;
  Resource* res2;

public:
  MyClass() : res1(nullptr), res2(nullptr) {
    try {
      res1 = new Resource();
      res2 = new Resource();
    } catch (...) {
      // 清理已分配的资源
      if (res1) {
        delete res1;
        res1 = nullptr; // 避免悬挂指针
      }
      // 重新抛出异常，防止异常被吞噬
      throw;
    }
  }

  ~MyClass() {
    delete res1;
    delete res2;
  }
};

这种方法简单直接，但是存在一些问题：代码冗余，每个构造函数都需要重复编写资源清理代码。

更好的方法是使用智能指针，如

std::unique_ptr

std::shared_ptr

#include <memory>

class MyClass {
private:
  std::unique_ptr<Resource> res1;
  std::unique_ptr<Resource> res2;

public:
  MyClass() {
    res1 = std::make_unique<Resource>();
    res2 = std::make_unique<Resource>();
  }

  // 析构函数不再需要手动释放资源
  ~MyClass() = default;
};

使用智能指针可以大大简化资源管理，并避免内存泄漏。即使

res1

res2

res1

构造函数异常安全：强异常保证、基本异常保证、不抛异常保证

构造函数异常安全有三种级别：

即构数智人

即构数智人是由即构科技推出的AI虚拟数字人视频创作平台，支持数字人形象定制、短视频创作、数字人直播等。

36

查看详情

• 强异常保证： 如果构造函数抛出异常，程序的状态保持不变。也就是说，对象没有被修改，资源也没有泄漏。
• 基本异常保证： 如果构造函数抛出异常，对象可能被修改，但程序的状态仍然有效。也就是说，没有资源泄漏，对象处于一个可析构的状态。
• 不抛异常保证： 构造函数不会抛出异常。

使用智能指针可以帮助我们实现强异常保证或基本异常保证。

构造函数抛异常时，如何避免析构函数也被调用？

构造函数抛出异常时，该对象的析构函数不会被调用。这是 C++ 的设计原则。因为对象没有完全构造成功，所以不应该调用析构函数。如果析构函数被调用，可能会导致程序崩溃或未定义行为，因为对象可能处于不一致的状态。

构造函数中调用其他可能抛出异常的函数，应该如何处理？

在构造函数中调用其他可能抛出异常的函数时，可以使用 try-catch 块来捕获异常并进行处理。

class MyClass {
private:
  Resource* res;

public:
  MyClass() : res(nullptr) {
    try {
      res = new Resource();
      someFunctionThatMightThrow(); // 调用可能抛出异常的函数
    } catch (...) {
      if (res) {
        delete res;
        res = nullptr;
      }
      throw; // 重新抛出异常
    }
  }

  ~MyClass() {
    delete res;
  }
};

同样，使用智能指针可以简化这个过程。

构造函数抛出异常对继承的影响

如果基类的构造函数抛出异常，派生类的构造函数也必须处理这个异常。一种常见的做法是在派生类的构造函数中使用 try-catch 块来捕获基类构造函数抛出的异常，并进行适当的清理工作。

class Base {
public:
  Base() {
    // 可能抛出异常的代码
    if (/* 一些条件 */) {
      throw std::runtime_error("Base constructor failed");
    }
  }
};

class Derived : public Base {
public:
  Derived() {
    try {
      // 基类构造函数会被隐式调用
    } catch (const std::runtime_error& e) {
      // 处理基类构造函数抛出的异常
      std::cerr << "Caught exception: " << e.what() << std::endl;
      // 进行必要的清理工作
      throw; // 重新抛出异常
    }
    // 派生类特有的构造逻辑
  }
};

需要注意的是，在处理基类构造函数抛出的异常时，必须确保资源安全和状态一致性。

总结

C++ 构造函数异常处理是一个复杂的问题，需要仔细考虑资源管理和状态一致性。使用 RAII 和智能指针可以大大简化资源管理，并提高代码的健壮性。理解构造函数异常安全的不同级别，并根据实际情况选择合适的策略，是编写高质量 C++ 代码的关键。

以上就是C++构造函数异常如何处理 成员对象构造失败时的清理策略的详细内容，更多请关注php中文网其它相关文章！