Wie gehe ich mit Ausnahmen in rekursiven C++-Funktionen um?

Der Schlüssel zur Ausnahmebehandlung rekursiver Funktionen besteht darin, den rekursiven Stapel sofort abzuwickeln, was zu Speicherverlusten und Programmabstürzen führen kann. Zu den Methoden zur Behandlung von Ausnahmen gehören das Einkapseln der Ausnahme in eine lokale Variable, die Verwendung von RAII-Wrapping oder die Verwendung von std::terminate() zum Beenden der Funktion. Sie können beispielsweise gekapselte Ausnahmen verwenden, um Ausnahmen in rekursiven Funktionen zu behandeln, die Fakultäten berechnen: if (n < 0) { throw std::runtime_error("Fakultät kann keine negativen Zahlen berechnen"); }

C++-Ausnahme Handhabung in rekursiven Funktionen

Rekursive Funktionen müssen bei der Behandlung von Ausnahmen besonders vorsichtig sein, denn sobald eine Ausnahme auftritt, wird der rekursive Stapel sofort abgewickelt, wodurch alle nicht behandelten lokalen Variablen zerstört werden, was zu unerwarteten Speicherlecks und Programmverlusten führen kann stürzt ab .

Behandlungsmethoden

Es gibt viele Möglichkeiten, Ausnahmen in rekursiven Funktionen zu behandeln:

1. Kapseln Sie Ausnahmen in lokale Variablen

// 函数可以抛出 std::runtime_error 异常
void recursive_function(int remaining_depth) {
  if (remaining_depth <= 0) {
    return;
  }
  
  // 封装异常到本地变量中
  try {
    // 存在异常抛出的代码
    ...
  } catch (const std::runtime_error& e) {
    // 对异常进行处理（可选）
  }
  
  // 递归调用自身
  recursive_function(remaining_depth - 1);
}

2. Verwenden Sie den RAII-Verpackungs-Wrapper (Ressourcenerfassung ist Initialisierung). kann Ressourcen automatisch freigeben, wenn eine Ausnahme auftritt. Mit einem benutzerdefinierten RAII-Wrapper können Sie einen Zeiger auf eine Ressource in der Argumentliste einer rekursiven Funktion abrufen und garantieren, dass die Ressource beim Verlassen des Bereichs freigegeben wird.

// RAII 包装器，在析构时释放资源
struct ResourceWrapper {
  ResourceWrapper() {
    // 获取资源
  }
  ~ResourceWrapper() {
    // 释放资源
  }
};

void recursive_function(int remaining_depth, ResourceWrapper& resources) {
  if (remaining_depth <= 0) {
    return;
  }

  // 使用资源并处理异常（可选）
  try {
    ...
  } catch (...) {
    // 处理异常（可选）
  }
  
  // 递归调用自身
  recursive_function(remaining_depth - 1, resources);
}

3. Verwenden Sie die Beendigungsfunktion

Mit der Beendigungsfunktion können rekursive Aufrufe sofort gestoppt werden, wenn eine Ausnahme auftritt. Dies kann durch den Aufruf der Funktion innerhalb einer rekursiven Funktion erreicht werden, die den Stapel abwickelt und das Programm beendet.

void recursive_function(int remaining_depth) {
  if (remaining_depth <= 0) {
    return;
  }
  
  // 存在异常抛出的代码
  ...
  
  // 异常发生时终止程序
  std::terminate();
  
  // 递归调用自身
  recursive_function(remaining_depth - 1);
}

std::terminate()Praktischer Fall

Stellen Sie sich eine rekursive Funktion zur Berechnung der Fakultät einer Zahl vor:

int factorial(int n) {
  if (n == 0) {
    return 1;
  } else {
    return n * factorial(n - 1);
  }
}

Mit der Methode zum Einkapseln von Ausnahmen in lokale Variablen können Ausnahmen wie folgt behandelt werden:

int factorial(int n) {
  if (n < 0) {
    throw std::runtime_error("阶乘不能计算负数");
  }
  
  if (n == 0) {
    return 1;
  } else {
    return n * factorial(n - 1);
  }
}

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