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c++从入门到精通（五）--异常处理，命名空间，多继承与虚继承

news 来源：原创 2025/8/7 11:19:23

异常处理

栈展开过程： 栈展开过程沿着嵌套函数的调用链不断查找，直到找到了与异常匹配的catch子句为止；也可能一直没找到匹配的catch，则退出主函数后查找过程终止。栈展开过程中的对象被自动销毁。

在栈展开的过程中，会自动运行类类型的局部对象的析构函数，这些异构函数不应该抛出异常。一旦在栈展开的过程中析构函数抛出了异常，且析构函数自身没能捕获到该异常，则程序将被终止。

抛出指针异常，要求在任何对应的处理代码存在的地方，指针所指的对象都必须存在。

捕获异常：

声明的类型决定了处理代码所能捕获的异常类型。这个类型必须是完全类型，它可以是左值引用，但不能是右值引用。
最后一点需要注意的是，异常声明的静态类型将决定catch语句所能执行的操作。如果catch的参数是基类类型，则catch无法使用派生类特有的任何成员。
通常情况下，如果catch接受的异常与某个继承体系有关，则最好将该catch的参数定义成引用类型。
因为catch语句是按照其出现的顺序逐一进行匹配的，所以当程序使用具有继承关系的多个异常时必须对catch语句的顺序进行组织和管理，使得派生类异常的处理代码出现在基类异常的处理代码之前。
与实参和形参的匹配规则相比，异常和catch异常声明的匹配规则受到更多限制。此时，绝大多数类型转换都不被允许，除了一些极细小的差别之外，要求异常的类型和catch声明的类型是精确匹配的：

【非常量向常量的转换，派生类向基类的转换，数组被转换为指针，函数被转换为指向该函数的指针】

除此之外，包括标准算术类型转换和类类型转换在内，其他所有转换规则都不能在匹配catch的过程中使用。

重新抛出

一条catch语句通过重新抛出（rethrowing）的操作将异常传递给另外一个catch语句。这里的重新抛出仍然是一条throw语句，只不过不包含任何表达式：throw。一个重新抛出语句并不指定新的表达式，而是将当前的异常对象沿着调用链向上传递。

如果catch语句改变了参数内容，重新抛出异常后，只有当catch异常声明是引用类型时，我们对参数的修改才会被保留并继续传播。

捕获所有异常

我们使用省略号作为异常声明catch(...),通常于重新抛出语句一起使用，其中catch执行当前局部能能完成的工作，随后重新抛出异常。

如果catch（…）与其他几个catch语句一起出现，则catch（…）必须在最后的位置。出现在捕获所有异常语句后面的catch语句将永远不会被匹配。

函数try语句块于构造函数：

要想处理构造函数初始值抛出的异常，我们必须将构造函数写成函数try语句块。语句块。与这个try关联的catch既能处理构造函数体抛出的异常，也能处理成员初始化列表抛出的异常。

还有一种情况值得读者注意，在初始化构造函数的参数时也可能发生异常，这样的异常不属于函数try语句块的一部分。函数try语句块只能处理构造函数开始执行后发生的异常。和其他函数调用一样，如果在参数初始化的过程中发生了异常，则该异常属于调用表达式的一部分，并将在调用者所在的上下文中处理。

template <typenameT>
Blob<T>::Blob(std::initializer_list<T> il) try:data(std::make_shared<std::vector<T>>(il)){}catch(const std::bat_alloc &e){handle_out_of_memory(e);}

noexpect说明符：

对于一个函数来说，noexcept说明要么出现在该函数的所有声明语句和定义语句中，要么一次也不出现。该说明应该在函数的尾置返回类型之前。==我们也可以在函数指针的声明和定义中指定noexcept。在typedef或类型别名中则不能出现noexcept。==在成员函数中，noexcept说明符需要跟在const及引用限定符之后，而在final、override或虚函数的=0之前。

一旦一个noexcept函数抛出了异常，程序就会调用terminate以确保遵守不在运行时抛出异常的承诺

noexcept表达式：

返回一个bool类型的右值常量表达式，用于表示给定的表达式是否会抛出异常，和sizeof类似，noexcept不会求其运算对象的值。noexcept(recoup(i))如果recoup不抛出异常则为true。

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指针，函数，拷贝控制与异常说明

如果我们为某个指针做了不抛出异常的声明，则该指针将只能指向不抛出异常的函数。

如果一个虚函数承诺了它不会抛出异常，则后续派生出来的虚函数也必须做出同样的承诺

当编译器合成拷贝控制成员时，同时也生成一个异常说明。如果对所有成员和基类的所有操作都承诺了不会抛出异常，则合成的成员是noexcept的。

异常类的层次：

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命名空间

一个命名空间的定义包含两部分：首先是关键字namespace，随后是命名空间的名字。在命名空间名字后面是一系列由花括号括起来的声明和定义。只要能出现在全局作用域中的声明就能置于命名空间内，主要包括：类、变量（及其初始化操作）、函数（及其定义）、模板和其他命名空间命名空间作用域后面无须分号。类的作用域后面又分号

命名空间的定义可以是不连续的，我们可以新定义一个命名空间，也可以为已存在的命名空间添加一些新成员。因此我们可以把类的声明写在头文件中的命名空间中，把类的定义写在源文件的命名空间中。

我们可以为一个项目定义一个命名空间，在该命名空间中定义不同的类，每个类都单独的头文件和定义源文件。使用的时候需要包含指定的头文件，并且应用该项目的命名空间。

模板特例化必须定义在原始模板所属的命名空间中。我们必须将模板特例化声明为std的成员（特例化std命名空间内的模板）。

全局命名空间：

::name表示全局命名空间中的名字。

内联命名空间

内联命名空间中的名字可以直接被外层命名空间访问。inline namesapce FifthEd{}关键字inline必须出现在命名空间第一次定义的地方，后续再打开命名空间的时候可以写inline，也可以不写。内联命名空间可以作为版本控制。

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未命名的命名空间

未命名命名空间在关键字namespace后直接跟花括号。未命名的命名空间中定义的变量拥有静态生命周期：它们在第一次使用前创建，并且直到程序结束才销毁。

如果一个头文件定义了未命名的命名空间，则该命名空间中定义的名字将在每个包含了该头文件的文件中对应不同实体。

和其他命名空间不同，未命名的命名空间仅在特定的文件内部有效，其作用范围不会横跨多个不同的文件。

未命名的命名空间中定义的名字的作用域与该命名空间所在的作用域相同。如果未命名的命名空间定义在文件的最外层作用域中，则该命名空间中的名字一定要与全局作用域中的名字有所区别。

未命名的命名空间可以嵌套使用，我们可以用外围命名空间的名字访问未命名的命名空间中的名字

定义名字别名

namespace asodfjdlkasjflksadjflk primer使用primer作为别名

namespace Qlib=asdlkfjlkasdjflk::asdfasd

using声明和using指示

using声明using std::vector。using声明会扩展候选函数集的规模。using声明的函数如果和当前作用域中的函数完全一致则using声明报错

using指示using namespace std. 如果存在多个using指示。则来自每个命名空间的名字都会成为候选函数集的一部分。using指示可以引入和当前作用域中完全重名的函数，我们只需要用作用域运算符就可以访问命名空间中的函数

using声明和using指示在作用域上的区别直接决定了它们工作方式的不同。对于using声明来说，我们只是简单地令名字在局部作用域内有效。相反，using指示是令整个命名空间的所有内容变得有效。它具有将命名空间成员提升到包含命名空间本身和using指示的最近作用域的能力。

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尽量避免使用using指示，在命名空间的定义源文件中可以使用using指示来简化编码。

函数实参传递和命名空间：

当我们给函数传递一个类类型的对象时，除了在常规的作用域查找外还会查找实参类所属的命名空间。这一例外对于传递类的引用或指针的调用同样有效。查找规则的这个例外允许概念上作为类接口一部分的非成员函数无须单独的using声明就能被程序使用。

对于标准库中的move和forward函数，他们几乎可以接收任何一个形参，因此我们编写的move和forward函数几乎一定会和标准库的相关函数冲突。因此我们通常书写std::move（std::forward）。

友元与命名空间

一个未声明的类或函数如果第一次出现在友元声明中，则我们认为它是最近的外层命名空间的成员。f2和f被隐式声明为A的成员。

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上述代码中，我们声明了一个C类的一个实例，调用f的时候会在C类所在的命名空间中查找（因为f接收一个类类型的实参），此时会找到f的隐士声明（在C类之前）。调用f2它不接受类类型参数，也因此不会查找C类所在的命名空间，也就找不到f2的声明语句。

多继承与虚继承

**继承的构造函数与多继承：**如果一个类从他的多个基类中继承了相同的构造函数，则这个类必须为该构造函数定义它自己的版本。下面代码中Base1和Base2都有一个接受const string &s的构造函数。

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拷贝控制：多重继承的派生类如果定义了自己的拷贝/赋值构造函数和赋值运算符，则必须在完整的对象上执行拷贝、移动或赋值操作。只有当派生类使用的是合成版本的拷贝、移动或赋值成员时，才会自动对其基类部分执行这些操作。

**派生类向基类的转换：**在多继承关系中，编译器认为派生类向任何一个基类的转换都是一样好。因此函数调用过程中可能存在二义性错误。

对象、指针和引用的静态类型决定了我们能使用那些成员。

**多继承下的类作用域：**在多重继承的情况下，相同的查找过程在所有直接基类中同时进行。如果名字在多个基类中都被找到，则对该名字的使用将具有二义性。对于一个派生类来说，从它的几个基类中分别继承名字相同的成员是完全合法的，只不过在使用这个名字时必须明确指出它的版本。

**虚继承：**避免在继承体系中，派生类里有多个基类（可以是顶层基类，也可以是中间基类）对象。

在默认情况下，派生类中含有继承链上每个类对应的子部分。如果某个类在派生过程中出现了多次，则派生类中将包含该类的多个子对象。

虚继承令某个类做出声明，承诺愿意共享它的基类。其中共享的基类对象称为虚基类。在这种机制下，无论虚基类在继承体系中出现了多少次，在派生类中都包含唯一一个共享的虚基类子对象。

在实际的编程过程中，位于中间层次的基类将其继承声明为虚继承一般不会带来什么问题。

无论基类是不是虚基类，派生类对象都能被可访问基类的指针或引用操作。

class Raccoon : public virtual ZooAnimal { }

**构造函数与虚继承：**派生类先

含有虚基类的对象的构造顺序与一般的顺序稍有区别：首先使用提供给最低层派生类的构造函数的初始值初始化该对象的虚基类子部分，接下来按照直接基类在派生列表中出现的次序依次对其进行初始化。

如果派生类没有显示初始化虚基类，则虚基类的默认构造函数将被调用，如果虚基类没有默认构造函数，则代码将会发生错误。

编译器按照直接基类的声明顺序对其依次进行检查，以确定其中是否含有虚基类。如果有，则先构造虚基类，然后按照声明的顺序逐一构造其他非虚基类。

异常处理

命名空间

多继承与虚继承

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