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:

try{// 保护代码}catch(ExceptionNamee1){// catch 块}catch(ExceptionNamee2){// catch 块}catch(ExceptionNameeN){// 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:

doubledivision(inta,intb){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(ExceptionNamee){// 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>usingnamespacestd;doubledivision(inta,intb){if(b==0){throw"Division by zero condition!";}return(a/b);}intmain(){intx=50;inty=0;doublez=0;try{z=division(x,y);cout<<z<<endl;}catch(constchar*msg){cerr<<msg<<endl;}return0;}

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++ 异常的层次结构

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>usingnamespacestd;structMyException:publicexception{constchar*what()constthrow(){return"C++ Exception";}};intmain(){try{throwMyException();}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 caught 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。