C++异常安全验证 测试用例设计方法

首先明确异常安全级别，再设计测试用例覆盖异常注入、资源管理和状态一致性，利用RAII和定制工具验证异常路径下的正确行为。

在C++中，异常安全是确保程序在异常发生时仍能保持正确状态的关键特性。设计有效的测试用例来验证异常安全，需要系统性地覆盖资源管理、状态一致性和异常传播路径。以下是实用的测试用例设计方法。

理解异常安全的三个级别

在设计测试前，明确代码应达到的异常安全保证级别：

• 基本保证：异常抛出后，对象处于有效状态，无资源泄漏
• 强保证：操作要么完全成功，要么回滚到调用前状态
• 不抛异常保证：操作一定不会抛出异常（如析构函数）

测试用例需根据目标级别设计验证逻辑。

模拟异常注入点

通过可控方式触发异常，验证关键路径的健壮性：

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• 在构造函数、赋值操作、容器插入等操作中，使用可配置抛异常的辅助类
• 利用std::bad_alloc模拟内存不足（如配合new操作）
• 自定义异常类型，在特定条件触发，验证异常处理流程

例如，测试vector::push_back时，在复制元素时抛出异常，检查vector是否保持原状态或正确清理。

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验证资源管理与RAII

重点检查异常发生时资源是否正确释放：

• 用智能指针（unique_ptr、shared_ptr）替代裸指针，观察析构行为
• 在测试中记录文件句柄、内存分配、锁的获取与释放次数
• 使用定制的分配器或资源管理器，在异常路径中验证析构调用

确保即使在异常中断流程时，RAII机制仍能自动释放资源。

检查状态一致性与不变量

对象在异常后必须保持逻辑一致性：

• 在异常前后对比对象的公开状态（如size、empty、数据内容）
• 定义并验证类的不变量（invariants），例如链表头尾指针是否有效
• 对支持回滚的操作（如事务式更新），验证强异常安全下的状态回退

可在析构或特定检查函数中加入断言，确保内部状态未被破坏。

基本上就这些。关键是把异常当作正常控制流的一部分来测试，而不是边缘情况。结合单元测试框架（如Google Test），配合断言和资源监控，能有效提升C++代码的异常安全性验证覆盖率。

以上就是C++异常安全验证 测试用例设计方法的详细内容，更多请关注php中文网其它相关文章！