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C++：异常

news 来源：原创 2025/5/14 7:00:28

---什么是异常？
异常是面向对象语法处理错误的一种方式。

---C语言传统的处理错误的方式有哪些呢？
1.返回错误码，有些API接口都是把错误码放到errno中。
2.终止程序，比如发生越界等严重问题时，我们也可以主动调用exit(xx)。例如：exit(-1)

---传统的处理错误的缺陷：
a.拿到错误码，需要查找错误码表，才知道是什么错误。
b.如果一个函数是用过返回值拿数据，发生错误时很难处理。

T& operator[](int index)//[]下标运算符不会做越界访问保护
{如果index超出容器范围，如何返回？
}

c.如果调用的函数栈很深，一层层返回错误码，处理很难受

int f1()
{//.....发生错误，返回错误码
}
int f2()
{f1();
}
int f3()
{f2();
}

---面对上面问题，C++用异常来解决：

int x1()//基本使用
{try//检查代码段{vector<int> v = { 1,2,3,4,5,6 };for (int i = 0; i < v.size(); ++i){cout << v.at(i) << " ";//越界访问，抛出异常}cout << endl;}catch (exception& e)//捕获异常，进行处理并输出{cout << e.what() << endl;}return 0;
}

在这里需要了解vector类中，operator [] 下标运算符不会做越界访问保护，不会检查是否越界也不会抛出异常；而at()会进行越界检查，如果越界会抛出out of range的异常，此时我们用try语句来检测它是否抛出异常，并且用catch语句去捕获异常处理它。

---a.需要注意的是，在C++语法中，throw语句抛出的异常是用户自定义的，可以是任意类型。

int ddiv(int n, int m)
{//if (m == 0) throw - 1;//throw可以抛出任意类型的对象if (m == 0){throw "除0异常";//临时拷贝对象，}//可以throw整型/字符串...任意类型return n / m;
}

---b. try语句检测到异常，交给catch语句来捕获处理，是会调用最近的catch语句。

int ff()
{int n, m;cin >> n >> m;try//调用最近的catch{cout << ddiv(n, m) << endl;}catch (const string& x)//会优先调用ff函数内的catch语句{cout << x << endl;}
}
int main()
{try{ff();}catch (const string& x){cout << x << endl;}
}

---c.有多种的catch语句来捕获抛出的不同类型的异常。

int main()
{try{ff();}catch (int x)//捕获抛出的整型异常{cout << x << endl;}catch (const string& x)//捕获抛出的字符串异常{cout << x << endl;}catch (...)//捕获所有类型的异常{cout << "其它异常" << endl;}
}

---C++异常中需要注意的问题：

---a.throw抛出的异常被catch处理后可能会导致内存泄漏，此时catch应该再抛出

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;
}

--- b.由于throw可以抛出各种各样的异常，这样就得有各种各样的catch语句去捕获。容易造成混乱，可以通过throw派生类，catch基类--Exception来规范异常处理：你可以自己抛自己的异常，但是必须继承这个基类，但是外层捕获基类就可以。

class Exception
{
public:Exception(const char* errmsg, int errid):_errmsg(errmsg),_errid(errid){}virtual string what()=0;//发生了什么
protected:int _errid;//错误码string _errmsg;//错误描述//stack<string> st;//调用栈帧
};
class SqlException:public Exception
{
public:SqlException(const char* errmsg, int errid):Exception(errmsg, errid){}string what(){return "数据库错误：" + _errmsg;}
};
class Network :public Exception
{
public:Network(const char* errmsg, int errid):Exception(errmsg,errid){}string what(){return "网络错误：" + _errmsg;}
};
void ser()
{//模拟一下出现问题抛异常报错if (rand() % 3 == 0) throw SqlException("数据库启动失败", 1);if (rand() % 7 == 0) throw Network("网络连接失败失败", 3);
}
int main()
{for (size_t i = 0; i < 100; ++i){try{ser();}catch (Exception& e)//用父类对象捕获，抛出的是匿名子类对象，并实现多态->父类对象指向的是子类对象{cout << "未知异常" << endl;}}return 0;
}

---c.异常破坏程序执行流所引发的问题：

//异常带来的问题：new/fopen/lock --func()在此处抛异常-- delete/fclose
//异常规范：异常可能会导致异常安全问题--捕获重新抛出/RAII解决
//函数规范一下，如果抛异常说明，不抛也说明；但是现实中很多人觉得麻烦，不遵守规范，并不实用。
// 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;

---C++的异常体系：
C++ 提供了一系列标准的异常，定义在库中，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：

总结：
---优点：
//1.清晰的包含错误
//2.面对 T operator[](int i)这样函数越界错误，异常可以很好的解决
//3.多层调用时，里面发生错误，不再需要层层处理，最外层直接捕获即可
//4.很多第三方库使用异常，我们也使用异常可以更好的使用他们。比如：boost\gtest\gmock
---缺点：
//1.异常会导致执行流乱跳。会给我们分析程序Bug带来一些困难。
//2.C++没有GC(资源回收),异常可能导致资源泄露等异常安全问题。需要学会使用RAII来解决。
//3.C++的库里面的异常体系定义不太好用，很多公司会选择自己定义。
//4.C++的异常语言可以抛任意类型的异常，如果项目中没有做很好的规范管理，会非常混乱，所以一般需要定义出继承体系的异常规范。
异常整体而言还是一个利大于弊的东西，所以实际日常练习或小项目,不太使用，公司一般还是会使用异常来处理错误。

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