如何优化C++20中使用格式化库抛出异常的写法？

你可以通过封装模板函数、自定义异常类或者宏来简化带格式化信息的异常抛出，不用每次手动写std::format，以下是几种实用方案：

1. 封装模板函数（推荐） #

写一个通用的模板函数，把格式化和抛异常的逻辑打包，同时利用C++20的std::format_string做编译期类型检查，避免格式字符串和参数不匹配的问题：

#include <stdexcept>
#include <format>
#include <utility> // 用于std::forward

template<typename... Args>
[[noreturn]] void throw_runtime_error(std::format_string<Args...> fmt, Args&&... args) {
    throw std::runtime_error(
        std::format(fmt, std::forward<Args>(args)...)
    );
}

使用时直接调用函数，写法简洁很多：

throw_runtime_error("Critical error! Code {}: {}", errno, strerror(errno));

如果需要抛出其他类型的异常（比如std::logic_error），可以扩展模板支持指定异常类型：

template<typename ExceptionType, typename... Args>
[[noreturn]] void throw_formatted_exception(std::format_string<Args...> fmt, Args&&... args) {
    static_assert(std::is_base_of_v<std::exception, ExceptionType>, 
                  "ExceptionType must inherit from std::exception");
    throw ExceptionType(std::format(fmt, std::forward<Args>(args)...));
}

// 使用示例：抛出logic_error
throw_formatted_exception<std::logic_error>("Invalid argument: {}", arg_value);

2. 自定义格式化异常类 #

如果需要区分不同的异常类型或扩展异常功能，可以写一个继承自标准异常的类，在构造函数里处理格式化：

#include <stdexcept>
#include <format>
#include <string>

class formatted_runtime_error : public std::runtime_error {
public:
    template<typename... Args>
    explicit formatted_runtime_error(std::format_string<Args...> fmt, Args&&... args)
        : std::runtime_error(std::format(fmt, std::forward<Args>(args)...)) {}
};

使用时直接抛自定义异常：

throw formatted_runtime_error("Critical error! Code {}: {}", errno, strerror(errno));

这种方式后续还能给异常类添加额外成员（比如错误码）或方法，扩展性更强。

3. 宏定义（极致简洁但需谨慎） #

如果追求最短的写法，可以用宏封装，但要注意宏的局限性（比如参数中的逗号需要用括号包裹、调试时栈信息不够清晰）：

#include <stdexcept>
#include <format>

#define THROW_RUNTIME_ERROR(fmt, ...) \
    throw std::runtime_error(std::format(fmt, __VA_ARGS__))

使用时：

THROW_RUNTIME_ERROR("Critical error! Code {}: {}", errno, strerror(errno));

若参数包含逗号（比如std::pair<int, int>），需用括号包裹参数避免解析错误：

THROW_RUNTIME_ERROR("Pair value: {}", (std::make_pair(1, 2)));

内容的提问来源于stack exchange，提问作者Nico Engels