C++ 异常

一、异常处理

        异常处理是一种在程序运行时处理错误和异常情况的机制。它允许程序在遇到问题时不会立即崩溃，而是可以捕获并处理这些异常，从而使程序更加健壮和可靠。
        想象你在驾驶一辆汽车，突然遇到一个障碍物。你可以选择立即刹车（捕获异常），或者继续前进（程序崩溃）。显然，刹车是更安全的选择。异常处理就像是汽车的刹车系统，帮助你在遇到问题时安全地停下来。

二、C++中的异常处理机制

C++中的异常处理主要通过三个关键字来实现：try、catch 和 throw。

1. ​try：用于标记一个代码块，这个代码块中的代码可能会抛出异常。
2. ​throw：用于抛出一个异常。当程序遇到问题时，可以使用throw语句抛出一个异常。
3. ​catch：用于捕获并处理异常。catch块中的代码会在try块中抛出异常时执行。

基本语法

try {// 可能会抛出异常的代码throw exception_object; // 抛出异常
} catch (exception_type1 e1) {// 处理 exception_type1 类型的异常
} catch (exception_type2 e2) {// 处理 exception_type2 类型的异常
} catch (...) {// 处理所有其他类型的异常
}

示例代码

#include <iostream>
#include <stdexcept> // 包含标准异常类double divide(double a, double b) {if (b == 0) {throw std::runtime_error("Division by zero!"); // 抛出异常}return a / b;
}int main() {try {double result = divide(10.0, 0.0); // 可能会抛出异常std::cout << "Result: " << result << std::endl;} catch (const std::runtime_error& e) { // 捕获并处理异常std::cerr << "Error: " << e.what() << std::endl;} catch (...) { // 捕获所有其他类型的异常std::cerr << "An unknown error occurred." << std::endl;}return 0;
}

在这个例子中，divide函数在除数为零时抛出一个std::runtime_error异常。main函数中的try块调用divide函数，如果抛出异常，catch块会捕获并处理这个异常。

在函数调用链中异常栈展开匹配原则

        4. 找到匹配的catch子句并处理以后，会继续沿着catch子句后面继续执行。

        也就是说当一个异常被抛出时，它会沿着调用栈向上传播，直到找到一个匹配的catch块。如果在当前函数中没有找到匹配的catch块，异常会传播到调用该函数的函数，依此类推，直到找到匹配的catch块或到达main函数。如果在main函数中仍未找到匹配的catch块，程序会终止并调用std::terminate。当异常被抛出时，C++会进行栈展开，即在传播异常的过程中，会依次退出调用栈中的函数，直到找到匹配的catch块。在这个过程中，所有局部对象会被销毁，调用它们的析构函数。

#include <iostream>
#include <stdexcept>class Resource {
public:Resource() { std::cout << "Resource acquired" << std::endl; }~Resource() { std::cout << "Resource released" << std::endl; }
};void func3() {throw std::runtime_error("Error in func3");
}void func2() {Resource res;func3();
}void func1() {try {func2();} catch (const std::runtime_error& e) {std::cerr << "Caught exception: " << e.what() << std::endl;}
}int main() {func1();return 0;
}

double Division(int a, int b)
{// 当b == 0时抛出异常if (b == 0){throw "Division by zero condition!";}return (double)a / (double)b;
}
void Func()
{// 这里可以看到如果发生除0错误抛出异常，另外下面的array没有得到释放。// 所以这里捕获异常后并不处理异常，异常还是交给外面处理，这里捕获了再// 重新抛出去。int* array = new int[10];try {int len, time;cin >> len >> time;cout << Division(len, time) << endl;}catch (...){cout << "delete []" << array << endl;delete[] array;throw;}// ...cout << "delete []" << array << endl;delete[] array;
}
int main()
{try{Func();}catch (const char* errmsg){cout << errmsg << endl;}return 0;
}

异常的类型

C++支持多种类型的异常，包括标准库中的异常类（如std::runtime_error、std::logic_error等）和用户自定义的异常类。

三、用户自定义异常类：

#include <iostream>
#include <exception>class MyException : public std::exception {
public:const char* what() const noexcept override {return "My custom exception!";}
};int main() {try {throw MyException(); // 抛出自定义异常} catch (const MyException& e) {std::cerr << "Caught exception: " << e.what() << std::endl;} catch (...) {std::cerr << "Caught an unknown exception." << std::endl;}return 0;
}

在这个例子中，我们定义了一个自定义异常类MyException，并在main函数中抛出和捕获这个异常。

四、异常安全

// 这里表示这个函数会抛出A/B/C/D中的某种类型的异常
void fun() throw(A，B，C，D);
// 这里表示这个函数只会抛出bad_alloc的异常
void* operator new (std::size_t size) throw (std::bad_alloc);
// 这里表示这个函数不会抛出异常
void* operator delete (std::size_t size, void* ptr) throw();
// C++11 中新增的noexcept，表示不会抛异常
thread() noexcept;
thread (thread&& x) noexcept;

 优点：

缺点：