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【C++进阶】异常

news 来源：原创 2024/5/21 4:46:18

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一、C语言传统的处理错误的方式

C语言传统的处理错误的方式主要是通过返回值或者全局变量来表示函数执行的状态，但是这种方式存在以下缺陷：

终止程序。常见的方法就是写一个assert函数或exit函数。缺陷：终止程序的执行，导致程序的崩溃。但是一个程序在运行时需要保持稳定性。举一个例子：大家在使用计算器时，当除数为0时，程序会崩溃吗？显然是不会的，而是会报以下错误信息

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返回错误码。缺陷：需要程序员自己去查找对应的错误，比较麻烦。

C++针对上面的不足，引入了异常的概念，不会终止程序，并且会将错误信息详细介绍。

二、C++异常概念

异常是面向对象语言处理错误的一种方式。当一个函数出现自己无法处理的错误时，可以抛出异常，然后直接或者间接的调用者处理这个错误。

因此C++提供了以下异常相关的关键字

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：用于捕获异常，可以有多个catch进行捕获
try：try块中一般是可能出现异常的代码，它后面通常跟着一个或多个catch块。

注意：可以抛出任意类型的对象。抛出的异常必须捕获。try要和catch匹配使用，catch里的内容抛出异常时才执行，没有异常，不执行。

举一个除数为0的例子：

#include <iostream>
using namespace std;int test()
{int a, b;cin >> a >> b;if (b == 0){// throw用来抛出异常,异常的描述throw "除数不能为0";}return a / b;
}int main()
{try{// try里放会可能出现异常的代码cout << test() << endl;}// catch用来捕获异常catch (const char* a){cout << a << endl;}return 0;
}

【运行结果】

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三、异常的抛出和匹配规则

3.1 异常的抛出和捕获

异常是通过抛出(throw)对象而引发的，并且抛出的对象可以是任意类型，其对象的类型决定了应该激活哪个catch的处理代码。

#include <iostream>
using namespace std;int test()
{int a, b;cin >> a >> b;if (b == 0){// throw用来抛出异常,异常的描述throw "除数不能为0";}return a / b;
}int main()
{try{// try里放会可能出现异常的代码cout << test() << endl;}// catch用来捕获异常catch (const char* a){cout << a << endl;}catch (int a){cout << a << endl;}return 0;
}

就比如以上代码：throw的对象是字符串类型，因此当出现异常是，它激活的是第一个catch的处理代码，最后一定会输出"除数不能为0"

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注意：如果catch类型和throw对象类型不匹配，会导致捕获失败，编译器就会报错。因此，C++规定：出现异常就必须被捕获

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被选中的处理代码(throw)是调用链中与该对象类型匹配且离抛出异常位置最近的那一个

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【在函数调用链中异常栈展开匹配原则】

首先检查throw本身是否在try块内部，如果是就查找匹配的catch语句。如果有匹配的，则调到catch的地方进行处理；如果没有匹配的catch则退出当前函数栈，继续在调用函数的栈中进行查找匹配的catch。如果到达main函数的栈，依旧没有匹配的，则终止程序，并报错。
上述这个沿着调用链查找匹配的catch子句的过程称为栈展开。所以实际中我们最后都要加一个 catch(...)捕获任意类型的异常，否则当有异常没捕获，程序就会直接终止。
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。