В своих прошлых докладах (http://cpp-russia.ru/?p=198, и http://cpp-russia.ru/?page_id=1239) я рассказывал о C++ без исключений, как с эти жить, как работать. Этот доклад является продолжением этой серии. Я рекомендую освежить в памяти предыдущие доклады, чтобы наша работа была более продуктивной. Мы обсудим механизмы создания, копирования и перемещения объектов, механизмы аллокации и деаллокации памяти, а также обработку ошибок и исключений. Также мы обсудим проблемы и неудобства, которые испытывает программист, когда пишет код без исключений. В конце, я попытаюсь показать, как можно проектировать структуры данных, контейнеры для удобной работы в средах с исключениями и без исключений.

1. C++ WITHOUT EXCEPTIONS, PART 3
Alexey Kutumov
Senior software engineer at Kaspersky Lab

2. AGENDA
Зачем нужен C++ без исключений
Ограничения и проблемы
Решение проблем
…
Profit!

3. ЗАЧЕМ НУЖЕН C++ БЕЗ ИСКЛЮЧЕНИЙ

4. C++ БЕЗ ИСКЛЮЧЕНИЙ
try
{
throw std::logic_error("");
}
catch (...)
{
// handle error
}
error C2980: C++ exception handling is not supported with /kernel

5. C++ БЕЗ ИСКЛЮЧЕНИЙ
System programming
Game development
High-performance software (trading systems)

6. ОГРАНИЧЕНИЯ

7. ОГРАНИЧЕНИЯ
std::string message{"This string should be long enough..."};

8. ОГРАНИЧЕНИЯ
std::error_condition ec;
nestl::string message{"This string should be long enough...", ec};
if (ec) {
// handle error
}

9. ОГРАНИЧЕНИЯ
std::error_condition ec;
nestl::string message{"This string should be long enough...", ec};
if (ec) {
// handle error
}
nestl::string message2;
message2 = message;

10. ОГРАНИЧЕНИЯ
std::error_condition ec;
nestl::string message{"This string should be long enough...", ec};
if (ec) {
// handle error
}
nestl::string message2;
message2.assign_copy(message, ec);

11. ОГРАНИЧЕНИЯ
Есть исключения Нет исключений
Операция кидает исключение Операция возвращает ошибку
Конструктор копирования Двухфазная инициализация
Оператор присваивания Явный метод копирования

12. ПРОБЛЕМЫ

13. ПРОБЛЕМЫ
С++ без исключений вынуждает
программиста ослаблять инварианты
класса

14. ПРОБЛЕМЫ
struct MyClass {
explicit MyClass(std::unique_ptr<Connection>&& connection) {
if (!connection) {
throw std::logic_error("connection is empty");
}
m_connection = std::move(connection);
}
std::unique_ptr<Connection> m_connection;
};

15. ПРОБЛЕМЫ
С++ без исключений вынуждает
программиста писать больше кода

16. ПРОБЛЕМЫ
#define TRY(expr) expr; if (ec) {return;}
// without exceptions
TRY(msg2.assign_copy(msg, ec));
TRY(Foo(msg, ec));
TRY(Bar(msg2, ec));
TRY(Baz(42, ec));
// with exceptions
msg2 = msg;
Foo(msg);
Bar(msg2);
Baz(42);

17. ПРОБЛЕМЫ
struct Message {
nestl::string id;
nestl::vector<int> data;
void assign_copy(const Message& other, std::error_condition& ec) {
TRY(id.assign_copy(other.id, ec));
TRY(data.assign_copy(other.data, ec));
}
};

18. FUTURE
compile-time reflection
magic_get (C++-14/C++-17) от Антона Полухина

19. CURRENT
noexcept (part of function type since C++-17)
std::move
std::is_nothrow_constructible (default, copy, move)
std::is_nothrow_assignable (copy, move)
std::is_nothrow_swappable (since C++-17)

20. NOEXCEPT PROPAGATION
struct SimpleData {
SimpleData() noexcept : x(42) {}
int x;
};
struct CompositeData {
SimpleData d;
float f;
};
static_assert(std::is_nothrow_default_constructible_v<SimpleData>, "");
static_assert(std::is_nothrow_default_constructible_v<CompositeData>, "");

21. ДЛЯ ЧЕГО НУЖНЫ TYPE_TRAITS
nestl::vector<Message> msgList;
nestl::vector<CompositeData> dataList;
Message msg = get_message();
CompositeData data = get_data();
std::error_condition ec;
TRY(msgList.push_back_nothrow(msg, ec));
TRY(dataList.push_back_nothrow(data, ec));

22. VECTOR::PUSH_BACK_NOTHROW
void push_back_nothrow(const value_type& val, std::error_condition& ec) {
TRY(reallocate_nothrow(size() + 1, ec));
TRY(copy_construct_nothrow(data() + size(), val, ec));
this->m_last += 1;
}

23. COPY_CONSTRUCT_NOTHROW
template <typename T>
typename std::enable_if<std::is_nothrow_copy_constructible_v<T>>::type
copy_construct_nothrow(void* position, const T& val, std::error_condition& /* ec */) {
new(position) T(val);
}
template <typename T>
typename std::enable_if<!std::is_nothrow_copy_constructible_v<T>>::type
copy_construct_nothrow(void* position, const T& val, std::error_condition& ec) {
T* obj = new(position) T(); // NOTE: default ctor
obj->assign_copy(val, ec);
if (ec) {
obj->~T();
}
}

24. C++ WITH EXCEPTIONS
library
sources
Kernel mode
driver
no exceptions
user mode
application
has exceptions
EFI mode driver
no exceptions

25. C++ WITH EXCEPTIONS
struct Message {
nestl::string id;
nestl::vector<int> data;
void assign_copy(const Message& other, std::error_condition& ec) {
TRY(id.assign_copy(other.id, ec));
TRY(data.assign_copy(other.data, ec));
}
};

26. C++ WITH EXCEPTIONS
template <typename T>
struct allocator {
T* allocate(size_t count); // only if has exceptions
void deallocate(T* location, size_t count); // only if has exceptions
T* allocate_nothrow(size_t count) noexcept;
void deallocate_nothrow(T* location, size_t count) noexcept;
};
template <typename Allocator>
struct allocator_traits {
static pointer allocate(Allocator& a, size_t count); // only if has exceptions
static pointer allocate_nothrow(Allocator& a, size_t count) noexcept;
};

27. C++ WITH EXCEPTIONS
template <typename T, typename Allocator>
struct vector_base {
iterator begin();
};
template <typename T, typename Allocator>
struct vector_nx : public vector_base<T, Allocator> {
void push_back_nothrow(const value_type& val, std::error_condition& ec) noexcept;
};
template <typename T, typename Allocator>
struct vector_x : public vector_nx<T, Allocator> {
void push_back(const value_type& val);
};

28. C++ WITH EXCEPTIONS
template <typename VectorBase>
struct vector_nx : public VectorBase {
void push_back_nothrow(const value_type& val, std::error_condition& ec) noexcept;
};
template <typename VectorBase>
struct vector_x : public VectorBase {
void push_back(const value_type& val);
};

29. C++ WITH EXCEPTIONS
struct system_exception_support
: std::integral_constant<bool, NESTL_HAS_EXCEPTIONS == 1>
{
};
template <typename T, typename Allocator = nestl::allocator<T>>
using vector = typename or_<system_exception_support::value,
vector_x<T, Allocator>,
vector_nx<T, Allocator>>::type;

30. LET'S TALK?
alexey.kutumov@gmail.com
https://github.com/prograholic/simple_vector