iostream 上的异常

Question

我最近了解到可以选择加入 iostream 的例外。为了不必手动检查文件是否打开，我尝试了运行进入此行为：

#include <algorithm>
#include <iostream>
#include <iterator>
#include <sstream>
#include <vector>

void test(std::istream& is, bool exceptions) {
  try {
    if (exceptions)
      is.exceptions(std::istream::failbit);
    std::vector<int> input;
    std::copy(std::istream_iterator<int>{is}, {}, std::back_inserter(input));
    for (auto x : input) {
      std::cout << x << '\n';
    }
  }
  catch (const std::ios_base::failure& f) {
    std::cerr << "Caught error: " << f.what() << '\n';
  }
}

int main() {
  // Emulates file
  std::stringstream ss("1 2 3\n4 5 6\n7 8 9\n");
  test(ss, true);
}

当异常被触发时，这会正常工作。但是当我使用异常时，我会从 basic_ios::clear 中抛出一个异常，我想不出原因。

basic_ios::clear没有列在可以根据cppreference设置failbit的函数下。

提前致谢。

编辑： 下面的答案已经回答了为什么会发生这种情况。我现在的附加问题是如何避免这种异常？我的第二次尝试是用这个循环替换 std::copy：

for (int n; is >> n;) {
  input.push_back(n);
}

产生了同样的异常。还是这种行为是故意的？

注意： clang 不显示此行为。

Answer 1

使用 GDB，您可以看到当 std::istream_iterator 递增时发生错误。

#0  __GI_raise (sig=sig@entry=6) at ../sysdeps/unix/sysv/linux/raise.c:51
#1  0x00007ffff71d13fa in __GI_abort () at abort.c:89
#2  0x00007ffff7ae80ad in __gnu_cxx::__verbose_terminate_handler() () from /usr/lib/x86_64-linux-gnu/libstdc++.so.6
#3  0x00007ffff7ae6066 in ?? () from /usr/lib/x86_64-linux-gnu/libstdc++.so.6
#4  0x00007ffff7ae60b1 in std::terminate() () from /usr/lib/x86_64-linux-gnu/libstdc++.so.6
#5  0x00007ffff7ae62c9 in __cxa_throw () from /usr/lib/x86_64-linux-gnu/libstdc++.so.6
#6  0x00007ffff7b0eea3 in std::__throw_ios_failure(char const*) () from /usr/lib/x86_64-linux-gnu/libstdc++.so.6
#7  0x00007ffff7b4a82d in std::basic_ios<char, std::char_traits<char> >::clear(std::_Ios_Iostate) () from /usr/lib/x86_64-linux-gnu/libstdc++.so.6
#8  0x00007ffff7b4d52f in std::istream::operator>>(int&) () from /usr/lib/x86_64-linux-gnu/libstdc++.so.6
#9  0x00005555555556c2 in std::istream_iterator<int, char, std::char_traits<char>, long>::_M_read (this=0x7fffffffe230) at /usr/include/c++/6/bits/stream_iterator.h:121
#10 0x0000555555555ac2 in std::istream_iterator<int, char, std::char_traits<char>, long>::operator++ (this=0x7fffffffe230) at /usr/include/c++/6/bits/stream_iterator.h:95
#11 0x0000555555555a36 in std::__copy_move<false, false, std::input_iterator_tag>::__copy_m<std::istream_iterator<int, char, std::char_traits<char>, long>, std::back_insert_iterator<std::vector<int, std::allocator<int> > > > (__first=..., __last=..., __result=...) at /usr/include/c++/6/bits/stl_algobase.h:293
#12 0x0000555555555965 in std::__copy_move_a<false, std::istream_iterator<int, char, std::char_traits<char>, long>, std::back_insert_iterator<std::vector<int, std::allocator<int> > > > (__first=..., __last=..., __result=...) at /usr/include/c++/6/bits/stl_algobase.h:386
#13 0x00005555555557e2 in std::__copy_move_a2<false, std::istream_iterator<int, char, std::char_traits<char>, long>, std::back_insert_iterator<std::vector<int, std::allocator<int> > > > (__first=..., __last=..., __result=...) at /usr/include/c++/6/bits/stl_algobase.h:424
#14 0x00005555555554c9 in std::copy<std::istream_iterator<int, char, std::char_traits<char>, long>, std::back_insert_iterator<std::vector<int, std::allocator<int> > > > (__first=..., __last=..., __result=...) at /usr/include/c++/6/bits/stl_algobase.h:456
#15 0x00005555555550ed in test (is=..., exceptions=true) at sample.cpp:12
#16 0x000055555555521c in main () at sample.cpp:25

展开循环，可以发现是最后一次调用increment引起了问题，即在输入流为空时调用std::istream_iterator::operator++。

仔细查看堆栈跟踪，最后的增量正在尝试 std::istream::operator>> 当流为空时。根据 cppreference，这将导致 failbit 被设置，因为操作无法从流中提取整数。

Answer 2

Jonesinator 已经把异常的原因告诉你了，我想强调的是错误的存在与异常无关。其实你的函数是不等价的，你在no-exception branch中运行后不检查stream。事实上，错误悄无声息地发生了。如果您以等效的方式编写这两个函数，您将获得等效的结果：

#include <iostream>
#include <iterator>
#include <sstream>
#include <vector>

void test_exception(std::istream& is) {
  try {
    is.exceptions(std::istream::failbit);
    std::vector<int> input;
    std::copy(std::istream_iterator<int>{is}, {}, std::back_inserter(input));
    for (auto x : input) {
      std::cout << x << '\n';
    }
  }
  catch (const std::ios_base::failure& f) {
    std::cout << "Caught error: " << f.what() << '\n';
  }
}

void test_error_code(std::istream& is) {    
    std::vector<int> input;
    std::copy(std::istream_iterator<int>{is}, {}, std::back_inserter(input));
    if (!is.good()) {
      std::cout << "Caught error!" << std::endl;
      return;
    }
    for (auto x : input) {
      std::cout << x << '\n';
    }     
}

int main() {
  // Emulates file
  std::stringstream ss_error_code("1 2 3\n4 5 6\n7 8 9\n");
  test_error_code(ss_error_code);

  std::stringstream ss_exception("1 2 3\n4 5 6\n7 8 9\n");
  test_exception(ss_exception);
}

输出：

发现错误！

发现错误：basic_ios::clear

恕我直言，这是一个很好的例子，为什么在绝大多数情况下异常优于结果代码，它们应该被用作默认值。

iostream 上的异常

Exceptions on iostreams

c++

exception

iostream