C++/Exception 2021. 3. 22. 00:13

예외 처리의 위험성과 단점

메모리 누수

throw 이후의 코드는 무시되기 때문에, 메모리 누수가 발생할 가능성이 존재한다.

#include <iostream>

using namespace std;

int            main()
{
  try
  {
    int* i = new int[100000];

    throw "error";

    delete[] i;
  }
  catch (...)
  {
    cout << "Catch\n";
  }
}

/* stdout stderr
Catch
*/

unique_ptr를 사용하여 해결할 수 있다.

소멸자에서 throw 사용 금지

소멸자에서는 throw의 사용이 금지되어있다.

만약 사용하면 런타임 에러가 발생한다.

#include <iostream>
#include <memory>

using namespace std;

class A
{
public:
  ~A()
  {
    throw "error";
  }
};

int            main()
{
  try
  {
    A a;
  }
  catch (...)
  {
    cout << "Catch\n";
  }
}

warning C4297: 'A::~A': function assumed not to throw an exception but does
message : destructor or deallocator has a (possibly implicit) non-throwing exception specification

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C++/Exception 2021. 3. 22. 00:12

함수 try (Function try)

함수의 body 자체가 `try`, `catch`로 이루어진 경우

함수를 정의할 때 중괄호로 감싸지 않아도 된다고 한다.
잘 쓰이는 문법은 아닌 것 같다.

rethrow를 하지 않는다.

#include <iostream>

using namespace std;

void        doSomething()
try
{
  throw - 1;
}
catch (...)
{
  cout << "Catch in doSomething()\n";
}

int            main()
{
  try
  {
    doSomething();
  }
  catch (...)
  {
    cout << "Catch in main()\n";
  }
}

/* stdout stderr
Catch in doSomething()
*/

클래스의 생성자에서 예외가 발생할 경우

생성자의 멤버 초기화 리스트까지 포함하여 try를 시도하고, 바로 아래에서 catch한다.

자동으로 rethrow를 적용한다.

#include <iostream>

using namespace std;

class A
{
  int    x_;

public:
  A(int x) : x_(x)
  {
    if (x <= 0)
      throw 1;
  }
};

class B : public A
{
public:
  B(int x) try : A(x)
  {}
  catch (...)
  {
    cout << "Catch in B constructor\n";
    //throw;
  }
};

int            main()
{
  try
  {
    B b(0);
  }
  catch (...)
  {
    cout << "Catch in main()\n";
  }
}

/* stdout stderr
Catch in B constructor
Catch in main()
*/

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C++/Exception 2021. 3. 22. 00:10

예외 클래스와 상속 (Exception Class and Inheritance)

예외 클래스

예외 상황을 처리할 때 필요한 변수나 함수를 멤버로 가진 클래스

예외 클래스를 사용하지 않은 예제

#include <iostream>

using namespace std;

class MyArray
{
  int        data_[5];

public:
  int& operator[] (const int& index)
  {
    if (index < 0 || index >= 5)
      throw -1;
    return data_[index];
  }
};

void        doSomething()
{
  MyArray    my_array;

  try
  {
    my_array[100];
  }
  catch (const int& x)
  {
    cerr << "Exception " << x << endl;
  }
}

int            main()
{
  doSomething();
}

/* stdout stderr
Exception -1
*/

예외 클래스를 직접 만들어서 사용하기

#include <iostream>

using namespace std;

class Exception
{
public:
  void    report()
  {
    cerr << "Exception report\n";
  }
};

class MyArray
{
  int        data_[5];

public:
  int& operator[] (const int& index)
  {
    if (index < 0 || index >= 5)
      throw Exception();
    return data_[index];
  }
};

void        doSomething()
{
  MyArray    my_array;

  try
  {
    my_array[100];
  }
  catch (Exception& e)
  {
    e.report();
  }
}

int            main()
{
  doSomething();
}

/* stdout stderr
Exception report
*/

예외 클래스를 상속해서 사용하기

다형성을 적용하지 않는 경우

#include <iostream>

using namespace std;

class Exception
{
public:
  void    report()
  {
    cerr << "Exception report\n";
  }
};

class ArrayException : public Exception
{
public:
  void    report()
  {
    cerr << "Array exception report\n";
  }
};

class MyArray
{
  int        data_[5];

public:
  int& operator[] (const int& index)
  {
    if (index < 0 || index >= 5)
      throw ArrayException();
    return data_[index];
  }
};

void        doSomething()
{
  MyArray    my_array;

  try
  {
    my_array[100];
  }
  catch (Exception& e)
  {
    e.report();
  }
}

int            main()
{
  doSomething();
}

/* stdout stderr
Exception report
*/

객체 잘림으로 인해 Exception::report() 함수가 작동한 것을 알 수 있다.

다형성을 적용한 경우 (virtual 키워드 사용)

#include <iostream>

using namespace std;

class Exception
{
public:
  virtual void    report()
  {
    cerr << "Exception report\n";
  }
};

class ArrayException : public Exception
{
public:
  void    report()
  {
    cerr << "Array exception report\n";
  }
};

class MyArray
{
  int        data_[5];

public:
  int& operator[] (const int& index)
  {
    if (index < 0 || index >= 5)
      throw ArrayException();
    return data_[index];
  }
};

void        doSomething()
{
  MyArray    my_array;

  try
  {
    my_array[100];
  }
  catch (Exception& e)
  {
    e.report();
  }
}

int            main()
{
  doSomething();
}

/* stdout stderr
Array exception report
*/

맨 처음 catch된 부분만 처리된다.

#include <iostream>

using namespace std;

class Exception
{
public:
  void    report()
  {
    cerr << "Exception report\n";
  }
};

class ArrayException : public Exception
{
public:
  void    report()
  {
    cerr << "Array exception report\n";
  }
};

class MyArray
{
  int        data_[5];

public:
  int& operator[] (const int& index)
  {
    if (index < 0 || index >= 5)
      throw ArrayException();
    return data_[index];
  }
};

void        doSomething()
{
  MyArray    my_array;

  try
  {
    my_array[100];
  }
  catch (Exception& e)
  {
    e.report();
  }
  catch (ArrayException& e)
  {
    e.report();
  }
}

int            main()
{
  doSomething();
}

/* stdout stderr
Exception report
*/

warning C4286: 'ArrayException &': is caught by base class ('Exception &') on line 44

따로 처리해야 하는 경우에는 더 작은 범위의 클래스를 위에 두면 된다.

#include <iostream>

using namespace std;

class Exception
{
public:
  void    report()
  {
    cerr << "Exception report\n";
  }
};

class ArrayException : public Exception
{
public:
  void    report()
  {
    cerr << "Array exception report\n";
  }
};

class MyArray
{
  int        data_[5];

public:
  int& operator[] (const int& index)
  {
    if (index < 0 || index >= 5)
      throw ArrayException();
    return data_[index];
  }
};

void        doSomething()
{
  MyArray    my_array;

  try
  {
    my_array[100];
  }
  catch (ArrayException& e)
  {
    e.report();
  }
  catch (Exception& e)
  {
    e.report();
  }
}

int            main()
{
  doSomething();
}

/* stdout stderr
Array exception report
*/

rethrow

catch문 내부에서 throw를 한 번 더 사용할 경우, 값을 전달할 때 차이가 존재한다.

throw e; 형태로 직접 값을 넘겨줄 경우

객체 잘림이 발생했을 경우 잘린 상태 그대로 넘어간다.

#include <iostream>

using namespace std;

class Exception
{
public:
  void    report()
  {
    cerr << "Exception report\n";
  }
};

class ArrayException : public Exception
{
public:
  void    report()
  {
    cerr << "Array exception report\n";
  }
};

class MyArray
{
  int        data_[5];

public:
  int& operator[] (const int& index)
  {
    if (index < 0 || index >= 5)
      throw ArrayException();
    return data_[index];
  }
};

void        doSomething()
{
  MyArray    my_array;

  try
  {
    my_array[100];
  }
  catch (Exception& e)
  {
    cout << "doSomething ";
    e.report();
    throw e;
  }
}

int            main()
{
  try
  {
    doSomething();
  }
  catch (ArrayException& e)
  {
    cout << "Main ";
    e.report();
  }
  catch (Exception& e)
  {
    cout << "Main ";
    e.report();
  }
}

/* stdout stderr
doSomething Exception report
Main Exception report
*/

throw; 형태로 값 없이 키워드만 작성할 경우

catch한 값을 그대로 다시 throw해서 객체 잘림이 발생하지 않는다.

#include <iostream>

using namespace std;

class Exception
{
public:
  void    report()
  {
    cerr << "Exception report\n";
  }
};

class ArrayException : public Exception
{
public:
  void    report()
  {
    cerr << "Array exception report\n";
  }
};

class MyArray
{
  int        data_[5];

public:
  int& operator[] (const int& index)
  {
    if (index < 0 || index >= 5)
      throw ArrayException();
    return data_[index];
  }
};

void        doSomething()
{
  MyArray    my_array;

  try
  {
    my_array[100];
  }
  catch (Exception& e)
  {
    cout << "doSomething ";
    e.report();
    throw;
  }
}

int            main()
{
  try
  {
    doSomething();
  }
  catch (ArrayException& e)
  {
    cout << "Main ";
    e.report();
  }
  catch (Exception& e)
  {
    cout << "Main ";
    e.report();
  }
}

/* stdout stderr
doSomething Exception report
Main Array exception report
*/

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C++/Exception 2021. 3. 22. 00:10

스택 되감기 (Stack Unwinding)

throw를 통해 던질 경우, 타입에 맞는 catch를 만날 때까지 스택을 되감는다.

throw 뒤의 코드는 실행하지 않는다.
마찬가지로 catch를 만나지 못해서 스택을 되감는 경우에도 뒤의 코드를 실행하지 않고 바로 리턴한다.
아래 코드를 디버깅하여 한 줄씩 보면 이해하기 편하다.

#include <iostream>

using namespace std;

void        last()
{
  cout << "Last function\n";
  cout << "Throw exception\n";

  throw - 1;

  cout << "End Last\n";
}

void        third()
{
  cout << "Third function\n";

  last();

  cout << "End Third\n";
}

void        second()
{
  cout << "Second function\n";

  try
  {
    third();
  }
  catch (double)
  {
    cerr << "Second caught int exception\n";
  }

  cout << "End Second\n";
}

void        first()
{
  cout << "First function\n";

  try
  {
    second();
  }
  catch (int)
  {
    cerr << "First caught int exception\n";
  }

  cout << "End First\n";
}

int            main()
{
  cout << "Main Start\n";

  try
  {
    first();
  }
  catch (int)
  {
    cerr << "Main caught int exception\n";
  }

  cout << "End Main\n";
}

/* stdout stderr
Main Start
First function
Second function
Third function
Last function
Throw exception
First caught int exception
End First
End Main
*/

Ellipses

생략 부호(...)를 사용하여 명시하지 않은 예외들에 대한 처리를 할 수 있다.

#include <iostream>

using namespace std;

void        last()
{
  cout << "Last function\n";
  cout << "Throw exception\n";

  throw 'a';

  cout << "End Last\n";
}

void        third()
{
  cout << "Third function\n";

  last();

  cout << "End Third\n";
}

void        second()
{
  cout << "Second function\n";

  try
  {
    third();
  }
  catch (double)
  {
    cerr << "Second caught int exception\n";
  }

  cout << "End Second\n";
}

void        first()
{
  cout << "First function\n";

  try
  {
    second();
  }
  catch (int)
  {
    cerr << "First caught int exception\n";
  }

  cout << "End First\n";
}

int            main()
{
  cout << "Main Start\n";

  try
  {
    first();
  }
  catch (int)
  {
    cerr << "Main caught int exception\n";
  }
  catch (...)
  {
    cerr << "Main caught ellipses exception\n";
  }

  cout << "End Main\n";
}

/* stdout stderr
Main Start
First function
Second function
Third function
Last function
Throw exception
Main caught ellipses exception
End Main
*/

Exceiption Specifier

함수를 정의할 때 body 전에 throw(자료형)의 형식으로 작성하여 예외를 던질 가능성이 있는 함수임을 명시할 수 있다.
```
void        last() throw(...)
{
  cout << "Last function\n";
  cout << "Throw exception\n";

  throw 'a';

  cout << "End Last\n";
}
```

throw() 처럼 파라미터를 작성하지 않을 경우에는 "예외를 던지지 않는다" 라는 뜻으로 사용된다.

void        last() throw()
{
  cout << "Last function\n";
  cout << "Throw exception\n";

  throw 'a';

  cout << "End Last\n";
}

warning C4297: 'last': function assumed not to throw an exception but does

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C++/Exception 2021. 3. 22. 00:10

예외 처리의 기본

try, throw, catch

try : 코드를 실행할 부분
throw : 예외 상황이 발생하면 해당 정보를 던지는 부분

catch : try 내부에서 throw가 발생했을 경우 이를 받아주는 부분

#include <iostream>

using namespace std;

int            main()
{
  double    x;
  cin >> x;

  try
  {
    if (x < 0.0)
      throw string("Negative input");
    cout << std::sqrt(x) << endl;
  }
  catch (string error_message)
  {
    cout << error_message << endl;
  }
}

/* stdin
-10
*/

/* stdout
Negative input
*/

묵시적 형변환이 허용되지 않는다.

ex) std::string -> const char* 불가능

#include <iostream>

using namespace std;

int            main()
{
  double    x;
  cin >> x;

  try
  {
    if (x < 0.0)
      throw "Negative input";  // 런타임 에러
    cout << std::sqrt(x) << endl;
  }
  catch (string error_message)
  {
    cout << error_message << endl;
  }
}

주의사항

연산량이 많아서 처리속도가 느려지므로, 성능이 중요한 프로그램에서는 가급적 사용을 지양해야 한다.
- 조건문으로 거를 수 있는 예외 상황은 조건문을 사용해서 처리하는게 좋다.
- 예측 불가능한 예외 사항에 대해서만 사용하는게 좋다.

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예외 처리 (Exception Handling)

예외 처리의 기본

스택 되감기 (Stack Unwinding)

예외 클래스와 상속 (Exception Class and Inheritance)

std::exception

함수 try (Function try)