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C++ 异常处理

说明
分类：编程开发

异常是程序在执行期间产生的问题。C++ 异常是指在程序运行时发生的特殊情况，比如尝试除以零的操作。

异常提供了一种转移程序控制权的方式。C++ 异常处理涉及到三个关键字：try、catch、throw。

  • throw: 当问题出现时，程序会抛出一个异常。这是通过使用 throw 关键字来完成的。
  • catch: 在您想要处理问题的地方，通过异常处理程序捕获异常。catch 关键字用于捕获异常。
  • try: try 块中的代码标识将被激活的特定异常。它后面通常跟着一个或多个 catch 块。

如果有一个块抛出一个异常，捕获异常的方法会使用 try 和 catch 关键字。try 块中放置可能抛出异常的代码，try 块中的代码被称为保护代码。使用 try/catch 语句的语法如下所示：

try{ // 保护代码}catch( ExceptionName e1 ){ // catch 块}catch( ExceptionName e2 ){ // catch 块}catch( ExceptionName eN ){ // catch 块}

如果 try 块在不同的情境下会抛出不同的异常，这个时候可以尝试罗列多个 catch 语句，用于捕获不同类型的异常。

抛出异常

您可以使用 throw 语句在代码块中的任何地方抛出异常。throw 语句的操作数可以是任意的表达式，表达式的结果的类型决定了抛出的异常的类型。

以下是尝试除以零时抛出异常的实例：

double division(int a, int b){ if( b == 0 ) { throw "Division by zero condition!"; } return (a/b);}

捕获异常

catch 块跟在 try 块后面，用于捕获异常。您可以指定想要捕捉的异常类型，这是由 catch 关键字后的括号内的异常声明决定的。

try{ // 保护代码}catch( ExceptionName e ){ // 处理 ExceptionName 异常的代码}

上面的代码会捕获一个类型为 ExceptionName 的异常。如果您想让 catch 块能够处理 try 块抛出的任何类型的异常，则必须在异常声明的括号内使用省略号 ...，如下所示：

try{ // 保护代码}catch(...){ // 能处理任何异常的代码}

下面是一个实例，抛出一个除以零的异常，并在 catch 块中捕获该异常。

实例

#include <iostream>using namespace std; double division(int a, int b){ if( b == 0 ) { throw "Division by zero condition!"; } return (a/b);} int main (){ int x = 50; int y = 0; double z = 0; try { z = division(x, y); cout << z << endl; }catch (const char* msg) { cerr << msg << endl; } return 0;}

由于我们抛出了一个类型为 const char* 的异常，因此，当捕获该异常时，我们必须在 catch 块中使用 const char*。当上面的代码被编译和执行时，它会产生下列结果：

Division by zero condition!

C++ 标准的异常

C++ 提供了一系列标准的异常，定义在 <exception> 中，我们可以在程序中使用这些标准的异常。它们是以父子类层次结构组织起来的，如下所示：

C++ 异常处理

下表是对上面层次结构中出现的每个异常的说明：

异常描述
std::exception该异常是所有标准 C++ 异常的父类。
std::bad_alloc该异常可以通过 new 抛出。
std::bad_cast该异常可以通过 dynamic_cast 抛出。
std::bad_exception这在处理 C++ 程序中无法预期的异常时非常有用。
std::bad_typeid该异常可以通过 typeid 抛出。
std::logic_error理论上可以通过读取代码来检测到的异常。
std::domain_error当使用了一个无效的数学域时，会抛出该异常。
std::invalid_argument当使用了无效的参数时，会抛出该异常。
std::length_error当创建了太长的 std::string 时，会抛出该异常。
std::out_of_range该异常可以通过方法抛出，例如 std::vector 和 std::bitset<>::operator[]()。
std::runtime_error理论上不可以通过读取代码来检测到的异常。
std::overflow_error当发生数学上溢时，会抛出该异常。
std::range_error当尝试存储超出范围的值时，会抛出该异常。
std::underflow_error当发生数学下溢时，会抛出该异常。

定义新的异常

您可以通过继承和重载 exception 类来定义新的异常。下面的实例演示了如何使用 std::exception 类来实现自己的异常：

实例

#include <iostream>#include <exception>using namespace std; struct MyException : public exception{ const char * what () const throw () { return "C++ Exception"; }}; int main(){ try { throw MyException(); } catch(MyException& e) { std::cout << "MyException caught" << std::endl; std::cout << e.what() << std::endl; } catch(std::exception& e) { //其他的错误 }}

这将产生以下结果：

MyException caughtC++ Exception

在这里，what() 是异常类提供的一个公共方法，它已被所有子异常类重载。这将返回异常产生的原因。