Как вы можете гарантировать отсутствие исключений в вашем коде на C/C++?

Полностью гарантировать отсутствие исключений на C/C++ сложно, но можно минимизировать их вероятность и обеспечить надежную обработку:

1. Использовать ограниченное подмножество языка:

   • Избегать использования механизмов, генерирующих исключения (например, new при нехватке памяти, если не настроен new_handler).
   • Предпочитать RAII для управления ресурсами, что позволяет избежать утечек даже в случае исключений.
   • Использовать альтернативные подходы для сигнализации об ошибках, такие как:
     • Коды возврата (integer status codes).
     • Возврат специальных значений (например, nullptr для указателей, std::optional).
     • Передача ссылки на переменную для записи статуса (bool process(..., ErrorStatus& status)).

2. Статический анализ кода:

   • Использовать инструменты типа Clang-Tidy, cppcheck для выявления потенциальных проблем до выполнения.

3. Аккуратное управление ресурсами (RAII):

   • Использовать умные указатели (std::unique_ptr, std::shared_ptr) для автоматического освобождения памяти.
   • Оборачивать другие ресурсы (файлы, мьютексы) в классы с деструкторами, гарантирующими освобождение.

   #include <fstream>
   #include <iostream>
   
   class FileGuard {
   public:
       FileGuard(const std::string& filename) : file_(filename) {
           if (!file_.is_open()) {
               // В контексте гарантированного отсутствия исключений,
               // здесь может быть возвращен код ошибки или другой механизм.
               // Для демонстрации RAII с ресурсом:
               std::cerr << "Failed to open file\n";
           }
       }
   
       ~FileGuard() {
           if (file_.is_open()) {
               file_.close();
           }
       }
   
       // Запрет копирования и перемещения, чтобы владение было уникальным
       FileGuard(const FileGuard&) = delete;
       FileGuard& operator=(const FileGuard&) = delete;
   
       // Методы для работы с файлом
       std::fstream& get() { return file_; }
   
   private:
       std::fstream file_;
   };
   
   // Пример использования:
   // void process_file(const std::string& filename) {
   //     FileGuard fg(filename);
   //     if (fg.get().is_open()) {
   //         // Работа с файлом...
   //     }
   //     // Файл будет закрыт автоматически при выходе из scope
   // }
   

4. Контрактное программирование и проверки:

   • Использовать assert для проверки инвариантов и предусловий/постусловий в отладочных сборках.
   • Выполнять проверки входных параметров функций.

   #include <cassert>
   
   int divide(int a, int b) {
       // Проверка предусловия. В релизной сборке не будет вызываться.
       assert(b != 0);
       if (b == 0) {
           // В контексте отсутствия исключений:
           // Вернуть специальное значение, код ошибки или использовать другой механизм.
           // throw std::runtime_error("Division by zero"); // Избегаем этого
           return 0; // Пример возврата значения по соглашению
       }
       return a / b;
   }
   

5. Тщательное тестирование:

   • Писать comprehensive unit tests, integration tests, и stress tests для выявления ошибок.

6. Использовать исключения только для исключительных ситуаций:

   • (Хотя вопрос про отсутствие исключений, важно понимать, что их можно использовать, но при строгой политике их избегать.) Если исключения всё же используются в очень ограниченном контексте (например, в библиотеке, которая обрабатывает их внутренне), то внешнему коду они не будут доступны.

7. Контроль над аллокациями памяти:

   • В критических секциях или для систем реального времени может использоваться пуловый аллокатор или статические буферы, чтобы избежать ситуаций нехватки памяти, генерирующих std::bad_alloc.

8. Избегать функций, которые могут бросить исключение (например, из стандартной библиотеки), если нет гарантии их безопасного использования в данном контексте.

Полное отсутствие исключений часто требует значительных ограничений на используемые возможности языка и стандартной библиотеки, что характерно для систем реального времени, встроенных систем или кода с повышенными требованиями к надежности (MISRA C++). В большинстве стандартных приложений C++ исключения являются легитимным механизмом обработки ошибок, но их использование должно быть хорошо продумано и иметь четкую стратегию обработки. Для гарантии отсутствия исключений, нужно просто их не вызывать и использовать альтернативные методы обработки ошибок.