C++ 异常处理

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 trycatch 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:
    1. try
    2. {
    3. // 保护代码
    4. }catch( ExceptionName e1 )
    5. {
    6. // catch 块
    7. }catch( ExceptionName e2 )
    8. {
    9. // catch 块
    10. }catch( ExceptionName eN )
    11. {
    12. // catch 块
    13. }
    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:
    1. double division(int a, int b)
    2. {
    3. if( b == 0 )
    4. {
    5. throw "Division by zero condition!";
    6. }
    7. return (a/b);
    8. }

    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。
    1. try
    2. {
    3. // 保护代码
    4. }catch( ExceptionName e )
    5. {
    6. // 处理 ExceptionName 异常的代码
    7. }
    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:
    1. try
    2. {
    3. // 保护代码
    4. }catch(...)
    5. {
    6. // 能处理任何异常的代码
    7. }
    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。 ```cpp

    include

    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;

  1. try {
  2. z = division(x, y);
  3. cout << z << endl;
  4. }catch (const char* msg) {
  5. cerr << msg << endl;
  6. }
  7. return 0;

}

  1. 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:
  2. ```cpp
  3. 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 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:
image.png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:

  1. #include <iostream>
  2. #include <exception>
  3. using namespace std;
  4. struct MyException : public exception
  5. {
  6. const char * what () const throw ()
  7. {
  8. return "C++ Exception";
  9. }
  10. };
  11. int main()
  12. {
  13. try
  14. {
  15. throw MyException();
  16. }
  17. catch(MyException& e)
  18. {
  19. std::cout << "MyException caught" << std::endl;
  20. std::cout << e.what() << std::endl;
  21. }
  22. catch(std::exception& e)
  23. {
  24. //其他的错误
  25. }
  26. }

这将产生以下结果:

  1. MyException caught
  2. C++ 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。