如何在 C++ Exception class 析构函数中释放变量

Question

我正在定义一个新的 C++ class，其 what 方法 returns 一个 char* 类型，其值作为构造函数传递。

最初我使用 string class 并从 what 返回字符串数据。

然后我尝试使用 char* 输入以下代码：

/* Define the exception here */
class BadLengthException: public exception
{
  public:
    BadLengthException(int strLength)
    {
        strLen = strLength;
        res = (char*)malloc(strLength+1);
        int resultSize = sprintf(res, "%d", strLen);
    }
    ~BadLengthException() throw()
    {
        free(res);
    }
    virtual const char* what() const throw()
    {
      return res;
    }
  private:
    int strLen;
    char* res;
};

但是我在释放 malloc 分配的变量时遇到问题：它给出了这个异常：

pointer being freed was not allocated
*** set a breakpoint in malloc_error_break to debug
Abort trap: 6

那是为什么呢？我应该在哪里以及如何释放异常中的动态分配变量 class?

编辑

这是一个最小的工作完整示例。该程序将要求用户输入。第一个是一个数字，指定以下输入的数量。其他输入将是字符串。如果字符串短于 5，将引发上述异常。

只需输入：1 然后输入 Me 例如

#include <iostream>
#include <string>
#include <sstream>
#include <exception>
using namespace std;

/* Define the exception here */
class BadLengthException: public exception
{
  public:
    BadLengthException(int strLength)
    {
        strLen = strLength;
        res = (char*)malloc(strLength+1);
        int resultSize = sprintf(res, "%d", strLen);
    }
    ~BadLengthException() throw()
    {
        free(res);
    }
    virtual const char* what() const throw()
    {
      return res;
    }
  private:
    int strLen;
    char* res;
};



bool checkUsername(string username) {
    bool isValid = true;
    int n = username.length();
    if(n < 5) {
        throw BadLengthException(n);
    }
    for(int i = 0; i < n-1; i++) {
        if(username[i] == 'w' && username[i+1] == 'w') {
            isValid = false;
        }
    }
    return isValid;
}

int main() {
    int T; cin >> T;
    while(T--) {
        string username;
        cin >> username;
        try {
            bool isValid = checkUsername(username);
            if(isValid) {
                cout << "Valid" << '\n';
            } else {
                cout << "Invalid" << '\n';
            }
        } catch (BadLengthException e) {
            cout << "Too short: " << e.what() << '\n';
        }
    }
    return 0;
}

编辑 2

使用字符串的原始 class 如下：这个有效

class BadLengthException: public exception
{
  public:
    BadLengthException(int strLength)
    {
        res = to_string(strLength);
    }
    virtual const char* what() const throw()
    {
      return res.c_str();
    }
  private:
    string res;
};

Answer 1

这与异常无关。您的 class 无法安全复制。

如果你要写一个 class 这样的，那么你需要让它遵循 rule of three。

发生的事情是您的异常对象正在被复制，它复制了指针，因此您释放了同一个指针两次。

但最简单的方法是使用 std::string 而不是分配您自己的内存。

class BadLengthException: public exception
{
public:
    BadLengthException(int strLength) : strLen(strLength), res(std::to_string(strLength))
    {
    }
    virtual const char* what() const throw()
    {
      return res.c_str();
    }
  private:
    int strLen;
    std::string res;
};

Answer 2

我将尝试将所有内容放在一起添加另一个答案。

问题

问题如下。考虑这个例子：

double division(int a, int b) {
   if( b == 0 ) {
      throw "Division by zero condition!";
   }
   return (a/b);
}

在另一个块中将调用函数：

double c;
try
{
    c =division(d,f)
}
catch( ExceptionName e ) {
    ...
}

通常在被调用函数中抛出异常（即生成实例）（上例中的 division），但它们会在代码的其他部分（直接调用函数或什至在更多外部函数中）被捕获.为了使异常实例从生成它的地方到它被捕获的地方都可用，需要复制该实例。

异常实例的复制显然是使用复制赋值构造函数执行的（= 清楚）。由于我没有声明一个，所以使用默认的。这个默认构造函数对指针有以下行为：它不复制指向的值，而是复制指针值本身（即地址），这样现在我有另一个实例指向同一个地址。

假设上面的division函数出现异常。假设执行了实例的副本。当从函数返回时，原始实例被销毁，因为它在堆栈内存中，因此调用析构函数并释放指针。但是，指针的内存也由新副本共享。

当副本尝试使用其指针时，将出现错误，因为它不是有效指针。在我的例子中，它被试图 free 它的析构函数使用，但它已经被释放：因此错误。

5 法则

问题的出现是因为我在C++11中违反了5的规则（之前是3的规则）。

该规则规定，当手动使用和管理资源时（在我的例子中，内存是资源）并且如果 class 实现了以下成员之一，那么另一个也应该被覆盖：

析构函数
拷贝构造函数
复制赋值运算符
移动复制构造函数
移动赋值运算符

4 和 5 对应于 2 和 3，但是 rvalues（here lvalues rvalues 上的 post）

可能的解决方案

最简单的方法是使用 string，正如问题、评论和答案中已经指定的那样，内存由字符串 class.

自动管理

另一种选择（在另一个答案中 posted）是使用共享指针。

虽然不方便，但为了与问题连贯，这里使用纯指针实现。构造函数和析构函数被重新定义，以便在复制构造函数中为它们分配新内存，而不是使用另一个实例分配的内存。

/* Define the exception here */
class BadLengthException: public exception
{
  public:
    BadLengthException(int strLength)
    {
        cout<<"Constructor\n";
        strLen = strLength;
        res = (char*)malloc(strLen+1);
        int resultSize = sprintf(res, "%d", strLen);
    }


    /*assignment operator*/
    BadLengthException& operator= (const BadLengthException &other)
    {
        cout<<"copy assignment constructor"<<endl;
        if(&other == this)
        {
            return *this;
        }
        strLen = other.strLen;
        res = (char*)malloc(strLen+1);
        int resultSize = sprintf(res, "%d", strLen);
        return *this;
    }

    /*copy constructor*/
    BadLengthException(BadLengthException& other)
    {
        cout<<"copy constructor\n";
        *this = other;

    }

    BadLengthException(BadLengthException&& other)
    {
        cout<<"move constructor "<<endl;
        *this = other;
    }


    BadLengthException& operator=(BadLengthException&& other)
    {
      cout<<"move assignment operator"<<endl;
      if(&other == this)
      {
          return *this;
      }
      *this = other;
      return *this;

    }

    /*class destructor*/
    ~BadLengthException() throw()
    {
        cout<<"destructor"<<endl;
        free(res);
    }

    virtual const char* what() const throw()
    {
      return res;
    }
  private:
    int strLen;
    char* res;
};

测试class的示例：

int main(int argc, char *argv[])
{
  {
    cout<<"-----Expecting copy constructor------\n";
    BadLengthException e(10);
    BadLengthException e1(e);
    cout<<"10: "<<e1.what()<<endl;
  }
  cout<<endl<<endl;
  {
    cout<<"-----Expecting copy assignment operator------\n";
    BadLengthException e(10);
    BadLengthException e2 = e;
    cout<<"10: "<<e2.what()<<endl;
  }
  cout<<endl<<endl;
  {
    cout<<"-----move assignment operator------\n";
    BadLengthException e3(1);
    e3 = BadLengthException(33);
  }
  {
    cout<<"-----move constructor------\n";
    BadLengthException e4 = BadLengthException(33);
  }
  {
    cout<<"-----move constructor------\n";
    BadLengthException e5(BadLengthException(33));
  }
  cout<<"-----6------\n";
  BadLengthException e6(1), e6_1(2);
  e6 = std::move(e6_1);
  return 0;
}

Answer 3

异常本身不应导致异常；他们应该是 noexcept。因此，动态内存 alloc/dealloc - 无论是隐式的（例如使用 std::string...）还是显式的（new/delete，malloc/free...） - 通常都是不鼓励的。一种更好的方法是使用静态字符数组：

class BadLengthException:
    public std::exception
{
public:
    BadLengthException(size_t len){
        std::snprintf(res, bufsz, fmt(), len);
    };
    ~BadLengthException()=default;
    virtual const char* what() const {return res;};
private:
    static auto& fmt() {return "bad length [%dz]";};
    static constexpr size_t fmtsz=sizeof(fmt());
    static constexpr size_t intsz=std::numeric_limits<size_t>::digits10;
    static constexpr size_t bufsz=fmtsz+intsz;
    char res[bufsz];
};

如何在 C++ Exception class 析构函数中释放变量

How to free variable in C++ Exception class destructor

c++

free

destructor

exception

dynamic-memory-allocation

问题

5 法则

可能的解决方案