构造函数何时抛出异常是正确的?(或者在Objective C的情况下:什么情况下init ` er才应该返回nil?)

在我看来,如果对象不完整,构造函数应该失败——因此拒绝创建对象。也就是说,构造函数应该与它的调用者有一个合同,以提供一个函数和工作对象,在哪些方法可以被有意义地调用?这合理吗?


当前回答

构造函数抛出异常是合理的,只要它正确地清理了自己。如果您遵循RAII范式(资源获取即初始化),那么构造函数通常会做有意义的工作;如果构造函数不能完全初始化,那么编写良好的构造函数将自行清理。

其他回答

这总是很危险的,特别是当你在构造函数中分配资源时;根据你的语言,析构函数不会被调用,所以你需要手动清理。这取决于在您的语言中对象的生命周期何时开始。

我真正这么做的唯一一次是在某个地方出现了安全问题,这意味着对象不应该,而不是不能,被创建。

如果你正在编写ui控件(ASPX, WinForms, WPF,…),你应该避免在构造函数中抛出异常,因为设计器(Visual Studio)在创建控件时无法处理它们。了解你的控件生命周期(控件事件),尽可能使用惰性初始化。

据我所知,没有人能提出一个相当明显的解决方案,同时体现了一阶段和两阶段结构的优点。

注意:这个答案假设是c#,但是这些原则可以应用于大多数语言。

一、两者的好处:

单程

一级构造通过防止对象以无效状态存在而使我们受益,从而防止了各种错误的状态管理和随之而来的所有错误。然而,这让我们中的一些人感到奇怪,因为我们不希望我们的构造函数抛出异常,而当初始化参数无效时,有时我们需要这样做。

public class Person
{
    public string Name { get; }
    public DateTime DateOfBirth { get; }

    public Person(string name, DateTime dateOfBirth)
    {
        if (string.IsNullOrWhitespace(name))
        {
            throw new ArgumentException(nameof(name));
        }

        if (dateOfBirth > DateTime.UtcNow) // side note: bad use of DateTime.UtcNow
        {
            throw new ArgumentOutOfRangeException(nameof(dateOfBirth));
        }

        this.Name = name;
        this.DateOfBirth = dateOfBirth;
    }
}

两阶段验证法

两阶段构造的好处是允许在构造函数外部执行验证,因此避免了在构造函数内部抛出异常的需要。然而,这给我们留下了“无效”实例,这意味着我们必须跟踪和管理实例的状态,或者在堆分配后立即丢弃它。这就引出了一个问题:为什么我们要在一个我们最终甚至不使用的对象上执行堆分配,从而进行内存收集?

public class Person
{
    public string Name { get; }
    public DateTime DateOfBirth { get; }

    public Person(string name, DateTime dateOfBirth)
    {
        this.Name = name;
        this.DateOfBirth = dateOfBirth;
    }

    public void Validate()
    {
        if (string.IsNullOrWhitespace(Name))
        {
            throw new ArgumentException(nameof(Name));
        }

        if (DateOfBirth > DateTime.UtcNow) // side note: bad use of DateTime.UtcNow
        {
            throw new ArgumentOutOfRangeException(nameof(DateOfBirth));
        }
    }
}

通过私有构造函数实现单阶段

那么,我们如何在构造函数中保持异常,并防止自己对立即被丢弃的对象执行堆分配呢?这是非常基本的:我们将构造函数设为私有,并通过指定的静态方法创建实例来执行实例化,因此只有在验证之后才能进行堆分配。

public class Person
{
    public string Name { get; }
    public DateTime DateOfBirth { get; }

    private Person(string name, DateTime dateOfBirth)
    {
        this.Name = name;
        this.DateOfBirth = dateOfBirth;
    }

    public static Person Create(
        string name,
        DateTime dateOfBirth)
    {
        if (string.IsNullOrWhitespace(Name))
        {
            throw new ArgumentException(nameof(name));
        }

        if (dateOfBirth > DateTime.UtcNow) // side note: bad use of DateTime.UtcNow
        {
            throw new ArgumentOutOfRangeException(nameof(DateOfBirth));
        }

        return new Person(name, dateOfBirth);
    }
}

通过私有构造函数异步单级

除了前面提到的验证和堆分配预防的好处之外,前面的方法还为我们提供了另一个漂亮的优点:异步支持。这在处理多阶段身份验证时非常方便,例如在使用API之前需要检索承载令牌。这样,您就不会得到一个无效的“签出”API客户端,相反,如果在尝试执行请求时收到授权错误,您可以简单地重新创建API客户端。

public class RestApiClient
{
    public RestApiClient(HttpClient httpClient)
    {
        this.httpClient = new httpClient;
    }

    public async Task<RestApiClient> Create(string username, string password)
    {
        if (username == null)
        {
            throw new ArgumentNullException(nameof(username));
        }

        if (password == null)
        {
            throw new ArgumentNullException(nameof(password));
        }

        var basicAuthBytes = Encoding.ASCII.GetBytes($"{username}:{password}");
        var basicAuthValue = Convert.ToBase64String(basicAuthBytes);

        var authenticationHttpClient = new HttpClient
        {
            BaseUri = new Uri("https://auth.example.io"),
            DefaultRequestHeaders = {
                Authentication = new AuthenticationHeaderValue("Basic", basicAuthValue)
            }
        };

        using (authenticationHttpClient)
        {
            var response = await httpClient.GetAsync("login");
            var content = response.Content.ReadAsStringAsync();
            var authToken = content;
            var restApiHttpClient = new HttpClient
            {
                BaseUri = new Uri("https://api.example.io"), // notice this differs from the auth uri
                DefaultRequestHeaders = {
                    Authentication = new AuthenticationHeaderValue("Bearer", authToken)
                }
            };

            return new RestApiClient(restApiHttpClient);
        }
    }
}

根据我的经验,这种方法的缺点很少。

通常,使用这种方法意味着您不能再将该类用作DTO,因为在没有公共默认构造函数的情况下反序列化到对象是困难的。但是,如果您使用对象作为DTO,则不应该真正验证对象本身,而应该在尝试使用对象上的值时使它们无效,因为从技术上讲,这些值对于DTO来说并不是“无效”的。

这也意味着当您需要允许IOC容器创建对象时,您将最终创建工厂方法或类,否则容器将不知道如何实例化对象。然而,在很多情况下,工厂方法本身就是Create方法之一。

严格地从Java的角度来说,任何时候初始化使用非法值的构造函数时,它都应该抛出异常。这样它就不会被构造成一个糟糕的状态。

如果无法创建有效对象,则绝对应该从构造函数抛出异常。这允许您在类中提供适当的不变量。

在实践中,你可能必须非常小心。记住,在c++中,析构函数不会被调用,所以如果你在分配资源后抛出,你需要非常小心地正确处理它!

本页对c++中的情况进行了全面的讨论。