首先明确异常安全级别,再设计测试用例覆盖异常注入、资源管理和状态一致性,利用RAII和定制工具验证异常路径下的正确行为。

在C++中,异常安全是确保程序在异常发生时仍能保持正确状态的关键特性。设计有效的测试用例来验证异常安全,需要系统性地覆盖资源管理、状态一致性和异常传播路径。以下是实用的测试用例设计方法。
理解异常安全的三个级别
在设计测试前,明确代码应达到的异常安全保证级别:
- 基本保证:异常抛出后,对象处于有效状态,无资源泄漏
- 强保证:操作要么完全成功,要么回滚到调用前状态
- 不抛异常保证:操作一定不会抛出异常(如析构函数)
测试用例需根据目标级别设计验证逻辑。
模拟异常注入点
通过可控方式触发异常,验证关键路径的健壮性:
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- 在构造函数、赋值操作、容器插入等操作中,使用可配置抛异常的辅助类
- 利用std::bad_alloc模拟内存不足(如配合new操作)
- 自定义异常类型,在特定条件触发,验证异常处理流程
例如,测试vector::push_back时,在复制元素时抛出异常,检查vector是否保持原状态或正确清理。
验证资源管理与RAII
重点检查异常发生时资源是否正确释放:
确保即使在异常中断流程时,RAII机制仍能自动释放资源。
检查状态一致性与不变量
对象在异常后必须保持逻辑一致性:
- 在异常前后对比对象的公开状态(如size、empty、数据内容)
- 定义并验证类的不变量(invariants),例如链表头尾指针是否有效
- 对支持回滚的操作(如事务式更新),验证强异常安全下的状态回退
可在析构或特定检查函数中加入断言,确保内部状态未被破坏。
基本上就这些。关键是把异常当作正常控制流的一部分来测试,而不是边缘情况。结合单元测试框架(如Google Test),配合断言和资源监控,能有效提升C++代码的异常安全性验证覆盖率。










