异常对象的静态类型

Question

我从 C++ Primer（第 5 版，第 18.1.1 节）中阅读了以下内容： "When we throw an expression, the static, compile-time type of that expression determines the type of the exception object." 所以我尝试了以下代码：

#include <iostream>

class Base{
  public:
  virtual void print(std::ostream& os){os << "Base\n";}
};

class Derived: public Base{
  public:
  void print(std::ostream& os){os << "Derived\n";}
};

int main(){
  try{
    Derived d;
    Base &b = d;
    b.print(std::cout); //line 1
    throw b;
  }
  catch(Base& c){
    c.print(std::cout); //line 2
  }
return 0;
}

这给了我以下输出：

Derived
Base

我想我明白为什么会出现这样的输出：在第 1 行，我们有动态绑定。现在我们抛出b的时候，是基于b的静态类型，也就是说c的静态类型和动态类型都是Base&，所以我们在第2行看到了结果。

但是，如果我要使用指针而不是引用：

 int main(){
  try{
    Derived d;
    Base *b = &d;
    b->print(std::cout); //line 1
    throw b;
  }
  catch(Base* c){
    c->print(std::cout); //line 2
  }
return 0;
}

输出现在变成：

Derived
Derived

这好像暗示c的静态类型是Base*，但是c的动态类型是Derived*，为什么？ c 的静态和动态类型不应该都是 Base* 吗？

Answer 1

When we throw an expression, the static, compile-time type of that expression determines the type of the exception object

以上内容完全正确。你忘了，指针也是对象。当你抛出一个指针时，那是你的异常对象。

您应该动态¹分配的对象仍然由那个Base*指针指向。并且没有切片发生在它上面，因为没有尝试复制它。因此，动态调度通过指针访问一个 Derived 对象，该对象将使用覆盖函数。

这 "discrepancy" 就是为什么通常最好在 throw 表达式本身中构造异常对象。

_{¹ 那个指针指向一个本地对象，你做了一个很大的不，不，给自己一个悬空指针。}

Answer 2

在第一种情况下，您正在抛出 Base class 的新实例来调用复制构造函数，因为您将对 Base 的引用传递给 throw 运算符。

在第二种情况下，您抛出一个指向类型为 Derived 的堆栈分配对象的指针，该对象在抛出异常时超出范围，因此您捕获并取消引用一个导致未定义行为的悬空指针。

Answer 3

第一个场景

我认为如果您在类中添加一些照片，您可以看到更清晰的图片：

struct Base {
    Base() { std::cout << "Base c'tor\n"; }
    Base(const Base &) { std::cout << "Base copy c'tor\n"; }

    virtual void print(std::ostream& os) { std::cout << "Base print\n"; }
};

struct Derived: public Base {
    Derived() { std::cout << "Derived c'tor\n"; }
    Derived(const Derived &) { std::cout << "Derived copy c'tor\n"; }

    virtual void print(std::ostream& os) { std::cout << "Derived print\n"; }
};

输出为：

Base c'tor
Derived c'tor
Derived print
throwing // Printed right before `throw b;` in main()
Base copy c'tor
Base print

如您所见，当调用 throw b; 时，有一个不同的临时 Base 对象的副本构造用于异常。来自 cppreference.com:

First, copy-initializes the exception object from expression

这个复制初始化切片对象，就好像你分配了 Base c = b

第二种情况

首先，您正在抛出一个指向本地对象的指针，导致未定义的行为，请务必避免！

假设您修复了该问题，并抛出一个动态分配的指针，它可以工作，因为您抛出的是一个指针，它不会影响对象并保留动态类型信息。

异常对象的静态类型

Static type of the exception object

c++

static-typing

try-catch

throw

dynamic-binding