原文發表于，由本人翻譯整理分享于此。
前言
我已經使用了本文描述的代碼和機制近20年了，到目前為止，我還沒有找到更好的方法來處理大型C++項目中的錯誤。最初的想法是從一篇文章（Dr Dobbs 2000年）中摘錄出來的。我已經添加了一些新內容進去ai處理對象外觀時出錯，使它更容易在生產環境中使用。
寫這篇文章的沖動是最近發表在的C++博客。正如我們在本文后面將看到的那樣，使用錯誤代碼對象可以產生更清晰、更易于維護的代碼。
背景
每個C++程序員都知道處理異常情況的傳統方法有兩種：第一種是從良好的舊C風格繼承而來，返回錯誤代碼，并希望調用者進行判斷并采取適當的操作；第二種方法是拋出異常，并希望周圍代碼塊捕獲并處理該異常。C++ FAQ強烈支持第二種方法，認為它會使得代碼更安全。
然而，使用異常也有其自身的缺點。代碼變得更加復雜，用戶必須知道所有可能引發的異常。這就是為什么舊的C++規范在函數聲明中添加了“異常規范”。此外，異常會降低代碼的效率。
錯誤代碼對象被設計成類似于傳統C錯誤代碼的函數返回。最大的區別是，如果不進行判斷，它們就會拋出異常。
讓我們舉個小例子，看看不同的實現會是什么樣的。
首先，采用傳統錯誤碼的經典C方法：
int my_sqrt (float& value) {
if (value < 0)
return -1;
value = sqrt(value);
return 0;
}
int main () {
double val = -1;
// 注意，這里已經進行了返回值得檢查
if (my_sqrt (val) == -1)
printf ("square root of negative number");
// 有些人會忘記返回值檢查
my_sqrt (val);
// 這時候斷言出錯，因為我們沒有檢查返回值
assert (val >= 0);
}
如果不檢查結果，所有的壞事情都會發生，我們必須準備好使用所有傳統的調試工具來找出問題。
使用傳統C++異常，相同的代碼可能如下所示：
void my_sqrt (float& value) {
if (value < 0)
throw std::exception ();
value = sqrt(value);
}
int main () {
double val = -1;
// 注意，這里已經捕獲異常
try {
my_sqrt (val);
} catch (std::exception& x) {
printf ("square root of negative number");
}
// 有些人可能會忘記捕獲異常
my_sqrt (val);
// 這時候斷言出錯，因為我們沒有捕獲異常
assert (val >= 0);
}
異常處理在這樣一個小例子中非常有用，因為我們可以看到函數使用try...catch包裹。但是，如果函數被深埋在庫中，你可能不知道它可能拋出哪些異常。請注意，從函數簽名中根本不知道它會拋出什么異常（如果它有拋出異常的話）。
現在.……咳咳..……錯誤代碼對象（erc）登場：
erc my_sqrt (float& value) {
if (value < 0)
return -1;
value = sqrt(value);
return 0;
}
int main () {
double val = -1;
// 注意，這里進行返回值檢查
if (my_sqrt (val) == -1) // (1)
printf ("square root of negative number");
// 如果你喜歡異常處理，也是可以的
try {
my_sqrt (val);
} catch (erc& x) {
printf ("square root of negative number");
}
// 有些人可能忘記檢查返回值
my_sqrt (val); // (2)
// 程序會崩潰，因為有一個未捕獲的異常
assert (val >= 0);
}
在深入了解這種方法的魔力之前，請先觀察幾點：
初窺Error Code對象
我們先來一個全貌展示，暫時忽略一些細節，后續再細講。
當創建一個erc對象時，它有一個整數值（就像C錯誤代碼）和一個活動標志。
class erc
{
public:
erc (int val) : value (val), active (true) {};
//...
private:
int value; // 一個整數值
bool active; // 一個活動標志
}
如果釋放erc對象時，活動標志被設置，則析構函數將會引發異常。
class erc
{
public:
erc (int val) : value (val), active (true) {}
// 析構函數檢查活動標志，決定是否拋出異常
~erc () noexcept(false) {if (active) throw *this;}
//...
private:
int value;
bool active;
}
到目前為止，仍然沒有什么特別之處：這僅僅是一個在析構函數中拋出異常的對象。也因為如此，我們必須使用(false)來修飾析構函數。
整數轉換運算符則返回erc對象的整數值，并重置活動標志：
class erc
{
public:
erc (int val) : value (val), active (true) {}
~erc () noexcept(false) {if (active) throw *this;}
// 整數轉換運算符，返回整數值，重置活動標志
operator int () {active = false; return value;}
//...
private:
int value;
bool active;
}
由于活動標志已被重置，當erc對象超出作用域時，析構函數將不再拋出異常。通常，當對錯誤代碼進行檢查時，將調用整數轉換運算符。
回顧一下前面簡單的用法示例，在標記為(1)的注釋算處，函數返回的erc對象與整數值進行比較，從而調用整數轉換運算符。因此，活動標志將被重置，并且析構函數不會拋出異常。在標記為(2)的注釋處，函數返回的erc對象，由于設置了活動標志，析構函數將引發異常。
遵循公認的Unix慣例，正如亞里士多德所說，成功的方法只有一種，那就是數值‘0’表示成功。erc對象的數值為0則不拋出異常。任何其他數值都表示失敗，并拋出異常（如果沒有檢查返回值）。
這是錯誤代碼對象的整個概念的精髓，如Dobbs 的文章所示。然而，我無法抗拒接受一個簡單的想法并使它變得更復雜的誘惑；繼續閱讀！
更多細節
前面只是全貌展示，忽略了一些細節。這些細節使錯誤代碼功能更完善，便于把它集成到大型項目中。首先，我們需要一個移動構造函數和一個移動賦值操作符。目的是把活動標志傳遞給新對象，并使原對象的活動標志失效，確保只有一個活動的erc對象。
為了便于處理，我們還需要將錯誤代碼分類的組件，這個組件是通過error 對象()實現。除了數值和活動標志屬性之外，Erc還具有一個對象和一個嚴重性級別。Erc析構函數并不像我們前面那樣直接拋出異常，而是調用::raise函數ai處理對象外觀時出錯，與對象關聯起來。在這個raise函數中，比較erc對象的嚴重性級別和對象關聯的日志級別。如果erc對象的級別高于對象的日志級別，則::raise()函數調用::log()函數生成錯誤信息并拋出異常，或在超過預設級別時只記錄錯誤信息。嚴重性級別是從UNIX 函數借用的：
名字數值動作
0
總是不記錄，不拋出
1
默認不記錄，不拋出
2
默認不記錄，不拋出
3
默認記錄，不拋出
4
默認記錄，拋出
5
默認記錄，拋出
6
默認記錄，拋出
7
總是記錄，拋出
默認情況下，錯誤代碼與默認的對象關聯。但是，我們也可以定義不同的類，重新處理錯誤。例如，您可以為所有套接字錯誤定義一個專門的錯誤處理類，該類把錯誤代碼轉換為有意義的消息。具有不同的錯誤級別有利于測試或調試，通過改變某一類錯誤的拋出或日志記錄級別。
一個更實用的例子
這篇博客文章前面提到的，一個HTTP客戶端程序的基本流程：
Status get_data_from_server(HostName host)
{
open_socket();
if (failed)
return failure();
resolve_host();
if (failed)
return failure();
connect();
if (failed)
return failure();
send_data();
if (failed)
return failure();
receive_data();
if (failed)
return failure();
close_socket(); // 有資源漏的可能
return success();
}
這里有個問題是，因為套接字沒有關閉函數就返回，會產生資源泄漏。在這種情況下，讓我們看看如何使用錯誤代碼（指作者寫的Erc）。
如果我們想使用異常，代碼可以如下所示：
// 函數聲明，返回值得使用erc
erc open_socket ();
erc resolve_host ();
erc connect ();
erc send_data ();
erc receive_data ();
erc close_socket ();
erc get_data_from_server(HostName host)
{
erc result;
try {
// 這些函數調用失敗，會觸發異常
open_socket ();
resolve_host ();
connect ();
send_data ();
receive_data ();
} catch (erc& x) {
result = x; // 返回erc對象給外部調用者
}
close_socket (); // 清理
return result;
}
毫無例外，相同的代碼可以寫成：
// 函數聲明，返回值使用erc
erc open_socket ();
erc resolve_host ();
erc connect ();
erc send_data ();
erc receive_data ();
erc close_socket ();
erc get_data_from_server(HostName host)
{
erc result;
(result = open_socket ())
|| (result = resolve_host ())
|| (result = connect ())
|| (result = send_data ())
|| (result = receive_data ());
close_socket (); // 清理
result.reactivate ();
return result;
}
在上面的片段中，已轉換為整數，因為它必須參與邏輯或表達式。此轉換重置活動標志，因此我們必須再次顯式打開它，方法是調用()功能。如果所有函數調用都是成功的，那么結果就是0，而且，按照慣例它不會拋出異常。
最后
附件的源代碼是高質量的、經過合理優化的，希望它不會更很難使用。演示項目是對流行的數據庫的C++包裝器。演示項目比較大，因為它包含了最新版本的代碼(截至本文編寫時，2019年11月)。源代碼和演示項目都包括 文檔。
歷史
2019年11月12日：初版
源碼和演示項目
code - 6.9 KB
demo - 2.2 MB