C++重写what()函数无输出问题：代码故障排查

核心问题 #

你代码里的what()方法返回的是悬空指针，导致访问时出现未定义行为（表现为无输出）：

• 在Interval_OutOfRange的what()中，ss.str()会生成一个临时std::string对象，调用c_str()获取的指针指向该临时对象的内部字符数组。
• 当return语句执行完毕，这个临时对象会被立即销毁，返回的指针就变成了无效的悬空指针，后续访问它自然无法得到正确输出。

另外原代码还有一个逻辑问题：Interval构造函数不管传入值是否在范围内都会抛出异常，这不符合Interval类的设计意图。

修复方案 #

方案1：存储持久化的错误字符串 #

修改异常类，将构造时生成的错误字符串存储为类成员，避免临时对象销毁导致的指针失效：

#include <iostream>
#include <stdexcept>
#include <string>
#include <sstream>

class Interval_OutOfRange : public std::out_of_range {
private:
    std::string error_msg; // 持久存储错误信息
public:
    Interval_OutOfRange(int min, int max, int value)
        : std::out_of_range{"interval value out of range"}
    {
        std::stringstream ss;
        ss << value << " is not inside interval [" << min << ", " << max << "]";
        error_msg = ss.str();
    }

    char const * what() const noexcept override {
        return error_msg.c_str(); // 返回有效指针
    }
}; 

template<int Min, int Max>
class Interval {
public:
    Interval(int value) : value_{value} {
        // 补充范围判断，仅当值越界时抛异常
        if (value < Min || value > Max) {
            throw Interval_OutOfRange{Min, Max, value};
        }
    }
    auto get() const { return value_; }
    auto set(int value) { 
        if (value < Min || value > Max) {
            throw Interval_OutOfRange{Min, Max, value};
        }
        value_ = value; 
    }
private:
    int value_;
};

int main() {
    try {
        Interval<7, 17> obj(19);
    }
    catch (Interval_OutOfRange& ex) {
        std::cout << ex.what() << std::endl;
    }
}

方案2：利用基类存储错误信息（更简洁） #

直接将自定义错误字符串传递给std::out_of_range基类的构造函数，无需重写what()，由基类负责管理字符串存储：

#include <iostream>
#include <stdexcept>
#include <string>
#include <sstream>

class Interval_OutOfRange : public std::out_of_range {
public:
    Interval_OutOfRange(int min, int max, int value)
        // 使用lambda生成错误字符串并传递给基类
        : std::out_of_range([&](){
            std::stringstream ss;
            ss << value << " is not inside interval [" << min << ", " << max << "]";
            return ss.str();
        }())
    {}
}; 

template<int Min, int Max>
class Interval {
public:
    Interval(int value) : value_{value} {
        if (value < Min || value > Max) {
            throw Interval_OutOfRange{Min, Max, value};
        }
    }
    auto get() const { return value_; }
    auto set(int value) { 
        if (value < Min || value > Max) {
            throw Interval_OutOfRange{Min, Max, value};
        }
        value_ = value; 
    }
private:
    int value_;
};

int main() {
    try {
        Interval<7, 17> obj(19);
    }
    catch (Interval_OutOfRange& ex) {
        std::cout << ex.what() << std::endl;
    }
}

内容的提问来源于stack exchange，提问作者Simon Rechermann