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お茶漬けびより

学んだことを整理する場所です。主に、C++, Unreal Engine 4 (UE4) を扱います。

C++ のエラー処理

C++

本に書いてあったエラー処理の話がためになりそうだったので、ここにまとめておこうかと思います。

参考にした本は、以下の2冊です。

C++のためのAPIデザイン

C++のためのAPIデザイン

 

4.7.4 「エラーの処理方法」を参考にしました。

ゲームエンジン・アーキテクチャ 第2版

ゲームエンジン・アーキテクチャ 第2版

 

 ゲームエンジンアーキテクチャは、3.3 「エラーの補足と処理」を参考にしました。

また、自分が持っている本は第1版です。 

 

では、まとめていきます。

 

まず、C++のためのAPIデザインの内容です。

エラーが発生した場合に対処する方法は、主に3つです。

  • エラーコードを返す
  • 例外を投げる
  • プログラムを停止する

では、一つずつ見ていきます。

エラーコードを返す

これは、エラー内容を値に置き換えることで対処する方法です。単純でありながら非常に便利です。今回はC++なのでエラーの対処法の一つになりますが、純粋なCの場合だと唯一の方法になります。

また、関数自体が何か値を返したいときにどちらか片方しか返せません。この場合は、エラーコードを返し、引数に値を入れることで対処します。

boost::tuple を使うと複数の結果を返すことが出来るようです。

例外を投げる

これはC++の例外処理を使います。関数が投げてきたオブジェクトを受け取り、対処します。例外を使うとエラー処理と通常の処理を別に切り分けることが出来るので、コードが読みやすくなります。また、シンプルなエラーコードよりも多くの情報を持たせることができます。さらに、大抵のデバッガは例外が発生するとそこで処理が止まってくれる(ブレーク)ので、デバッグが行いやすくなります。しかし、想定外の例外が発生するとプログラムが停止する恐れがあります。また通常は一部でも例外を使用する場合、そのアプリ全体で例外処理を正しく行うようにする必要があります。

エラーが発生した場合は、すぐに関数の処理を停止し、直前に割り当てられていたリソースを解放することが最善です。ただし、NULLなどの例外の値は返さないようにしましょう。関数を呼び出した側がさらにその例外の値をチェックする必要があるからです。この場合は、空のリストを返すようにするといいかもしれません。

エラー時に情報はなるべく多く、エラーの原因を早く突き止められるような情報を載せましょう。

 

次にゲームエンジンアーキテクチャの内容です。

エラーには、大きく分けて二つあります。ユーザエラーとプログラマエラーです。

ユーザエラーは、ソフトウェアを使うユーザが引き起こすエラーで、プログラマエラーはコード自体のバグです。ただし、ユーザにはさらに2種類に分けることができます。

一つは、ゲームをプレイしているユーザで、もう一つは、ゲームを制作しているユーザが引き起こすエラーです。

まとめると

ユーザエラー
  • プレイヤーエラー(ソフトウェア使用者)
  • 開発者エラー

プログラマエラー

大きく分けて2つ。細かく分けて3つのエラーの種類があります。

このユーザエラーとプログラマエラー、2つのタイプによってエラーの対処法は変わります。

ユーザエラーの場合、ゲームをプレイしていたりゲーム制作の作業をしているのでゲームや作業を止めるようなことはあってはいけません。処理を継続しながらも、ユーザの役に立つ情報を提供することが大事です。

逆にプログラマエラーの場合は、処理を止める必要があります。そして、デバッグを行うために必要な情報を提供します。

では、さらに細かく見ていきます。

プレイヤーエラー

ゲームをプレイしているときのエラーです。当然ゲームが止まるようなことはあってはいけません。そのような重度なエラーでなくとも、例えば、アイテムが0のときにアイテムを使用すると、そのアイテムは使用されずにプレイヤーに今は使うことが出来ないということを知らせる。これもプレイヤーエラーになるでしょう。

開発者エラー

これは、アーティストやアニメーターなどに起こるエラーです。例えばアセット(や画像)のようなデータを読みこませるときに、そのアセット自身が原因で起こるエラーです。このような問題のあるデータをエラーに気づかずまたは無視されていると、そのデータが入ったまま製品として出されることになります。かといって、問題があるから停止をさせると開発者の手が止まり、作業が進まなくなってしまいます。

なのでこの場合は、エラーであることを開発者に分かりやすく伝えながらも処理を継続させます。

プログラマーエラー

プログラマーエラーの場合は、本来あってはならないのですぐに処理を止めます。こうすることで、プログラマーは嫌でもバグを取り除くことになります。

 

では、エラーの検出、実装方法は何があるのでしょうか。

これはC++のためのAPIデザインにもあったエラーコードと例外。そして、アサートです。アサートは、式をチェックする命令行のことで、これを正しく使用することでプログラマはこれに引っかかると、引っかかった原因を取り除く必要があります。なので、上記の3つのエラーの中では、プログラマーエラーに使われるでしょう。またアサートは通常マクロで定義されるので、製品として出すときは取り除くことが出来ます。

以上、雑なまとめになりますが終わります。

今回のことで分かったのは、エラーの種類には複数あり、その種類によって対処の仕方は全然変わってくるということです。プログラマーのエラーには主にアサートを使い、開発者エラーの場合は、例外処理で処理を継続しつつエラーの情報を提供し、プレイヤーエラーのときは、エラーコードを使用して対処するという感じでしょうか。

そうすると統一性がなくぐちゃぐちゃになりそうですが……。アサートの使い道は分かりやすいですが、エラーコードと例外をどう使い分ければいいかがまだ分かりませんので、エラー処理の対処は、とにかく試行錯誤していくしかなさそうです……。