编程点滴（二)

c++异常实现原理
/> 异常的处理主要包括以下:
抛出异常对应一个信号，相应的回调函数被触发（os层面），回调函数会按照堆栈的反序寻找于此异常关联的处理（也就是对应的catch），如果找到就执行stack unwinding（这里需要维护局部变量的地址表，然后反序调用析构函数），之后执行相应的异常处理逻辑。
异常的空间开销：数据方面，在栈中需要特殊的结构体记录异常处理程序的信息（异常标示、对应的处理函数地址、上一个异常结构地址以及其他体系结构相关的信息），与每个调用相关联的局部变量的地址表（存放在栈以外的某空间）。代码方面，异常抛出后触发的回调函数，函数的逻辑（1）从当前的调用栈向上寻找异常处理过程，找到之后记录下，并执行两个标杆之间的所有局部变量的析构，之后执行catch，把程序流程理顺。如果没找到，调用terminal终止进程。

转自知乎
整个 C++ exception 的行为在常见语言中是最奇葩的， 因为这个语言特性与 C++ 其他 feature（特别是确定性析构） 格格不入。在 C++ 中全面铺开使用异常会遇到其他语言中不存在的问题。

C++ 引入异常的原因之一是为了能让构造函数报错（析构函数不能抛异常这是大家都知道的常识），毕竟构造函数没有返回值，没有异常的话调用方如何得知对象构造是否成功呢？但是编译器/标准库为了让构造函数能抛异常却是麻烦重重：

1. 数组元素构造时抛异常，前面已经构造好的元素要析构，还没有构造的元素不能析构。
2. 构造函数的初始化列表里抛异常，前面已经构造好的成员和基类子对象要析构，还没有构造的成员则不能析构。而且这个异常捕获之后必须重新抛出（编译器强制），因为C++不允许“半吊子”构造的对象存在。
3. 多继承中某个基类的构造函数抛异常，那么已经构造好的基类子对象要析构，还没有构造的基类子对象则不能析构。虚拟继承，虚基类只能析构一次，你慢慢想吧。
4. 函数实参对象构造时抛异常，那么多个实参中已经构造好的实参对象要析构，尚未构造的实参对象不能析构。
5. std::vector 在 resizing 的时候某个元素的拷贝发生异常，那么前面已经拷贝的元素要析构，尚未拷贝的元素则不必也不能析构，去看 gcc vector::_M_insert_aux 的代码有多麻烦。
   

（注脚：C++ 引入异常的另一个原因是让 dynamic_cast<Derived&>(baseReference) 能报错，因为没有 null reference。还有一个原因是让 overloaded operator 能报错，毕竟 operator 的返回类型往往无法包含 error code，例如 operator=() 返回的是 Type&。C++ 也是唯一一个变量赋值有可能会抛异常的语言，例如 Person s; s = getPersonById(someId);，那么即便 getPersonById() 不抛异常也不能保证上一句赋值不抛异常。）
（注脚2：C++ 引入异常的政治原因是 Ada 支持异常，而 Ada 是 DoD 的指定官方语言，如果 C++ 不支持异常，那么 AT&T 贝尔实验室就不能拿 C++ 做 DoD 的项目。）

C++ 编译器要随时提防调用某个函数 foo 会抛异常，这会阻止一些优化，也会产生很多累赘的代码（随时准备析构那些调用 foo 函数前已经构造好的栈上对象）。因此 C++11 的 noexcept 应该大力推广。 

C++ 的 exception specification 也很鸡肋，它不像 Java 那样在编译期检查（Java 似乎也流行使用 unchecked exception 了），而是在运行期检查，而且违反的后果是直接终止程序，那谁敢用啊？还不如用代码注释呢。有的编译器干脆就只支持语法而不实现功能（Exception Specifications）。C# 也不支持 exception specification，可见这是一项无用的语言特性，算是编程语言发展历史上走的弯路吧，可惜 Java/C++ 掉坑里了。

其他支持异常的语言几乎都有 GC，抛异常就抛了，不用担心析构，反正GC管着。只有 C++ 才有 exception safety 需要考虑，其他支持异常的语言都没有这一概念。

而且 Java 的 try-with-resource，C# 的 using，Python 的 with 在管理 function local scope 对象的生命期（资源、lock 释放）方面不比 RAII 麻烦。Go defer 要差一些，它是 function 级，不是 block 级，只能对付 return。 不过反正 Go 也没异常，有点小坑罢了，把函数写短点就能绕过。 

RAII 的优势在于将对象的生命期管理与其他资源（锁、文件、网络连接等等）的管理整合，然后通过 smart pointers 一并解决了，这是 C++ 独一无二的优势。

如果写递归下降的 parser，那么内部用异常来报错似乎是合理的，对外返回一个 error code 即可。