C++ 异常处理
异常是程序执行过程中出现的问题。C++ 异常是对程序运行时出现的异常情况(例如尝试除以零)的响应。
异常提供了一种将控制权从程序的一部分转移到另一部分的方法。C++ 异常处理基于三个关键字:try、catch 和 throw。
throw − 当出现问题时,程序会抛出异常。这可以通过使用 throw 关键字来实现。
catch − 程序会在程序中需要处理问题的位置使用异常处理程序来捕获异常。 catch 关键字表示捕获异常。
try − try 块标识将触发特定异常的代码块。它后面跟着一个或多个 catch 块。
假设某个代码块会引发异常,则方法会使用 try 和 catch 关键字的组合来捕获异常。try/catch 块放置在可能生成异常的代码周围。try/catch 块内的代码称为受保护代码,使用 try/catch 的语法如下 −
try {
// protected code
} catch( ExceptionName e1 ) {
// catch block
} catch( ExceptionName e2 ) {
// catch block
} catch( ExceptionName eN ) {
// catch block
}
您可以列出多个 catch 语句来捕获不同类型的异常,以防您的 try 块在不同情况下引发多个异常。
抛出异常
可以使用 throw 语句在代码块中的任何位置抛出异常。throw 语句的操作数决定了异常的类型,可以是任何表达式,而表达式结果的类型决定了抛出的异常类型。
示例
以下是在除以零的条件成立时抛出异常的示例 -
double division(int a, int b) {
if( b == 0 ) {
throw "Division by zero condition!";
}
return (a/b);
}
捕获异常
紧随 try 块之后的 catch 块可以捕获任何异常。您可以指定要捕获的异常类型,这由关键字 catch 后括号中的异常声明决定。
try {
// 受保护的代码
} catch( ExceptionName e ) {
// 处理 ExceptionName 异常的代码
}
以上代码将捕获 ExceptionName 类型的异常。如果您想指定 catch 块处理 try 块中抛出的任何类型的异常,则必须在括号内放置一个省略号 (...),其中包含异常声明,如下所示 -
try {
// 受保护的代码
} catch(...) {
// 处理任何异常的代码
}
示例
以下示例抛出一个除以零的异常,我们在 catch 块中捕获它。
#include <iostream>
using namespace std;
double division(int a, int b) {
if( b == 0 ) {
throw "Division by zero condition!";
}
return (a/b);
}
int main () {
int x = 50;
int y = 0;
double z = 0;
try {
z = division(x, y);
cout << z << endl;
} catch (const char* msg) {
cerr << msg << endl;
}
return 0;
}
因为我们抛出了const char*类型的异常,所以在捕获此异常时,我们必须在 catch 块中使用 const char*。如果我们编译并运行上述代码,将产生以下结果 -
Division by zero condition!
C++ 标准异常
C++ 提供了 <exception> 中定义的一系列标准异常,我们可以在程序中使用它们。这些异常按如下所示的父子类层次结构排列 -
以下是上述层次结构中提到的每个异常的简要描述 -
| Sr.No | 异常 &描述 |
|---|---|
| 1 | std::exception 一个异常,是所有标准 C++ 异常的父类。 |
| 2 | std::bad_alloc 此异常可由 new 抛出。 |
| 3 | std::bad_cast 此异常可由 dynamic_cast 抛出。 |
| 4 | std::bad_exception 这是一个处理 C++ 程序中意外异常的有用工具。 |
| 5 | std::bad_typeid 此异常可能由 typeid 抛出。 |
| 6 | std::logic_error 理论上可以通过阅读代码检测到的异常。 |
| 7 | std::domain_error 当使用了数学上无效的域。 |
| 8 | std::invalid_argument 由于参数无效而抛出此异常。 |
| 9 | std::length_error 当创建的 std::string 过大时抛出此异常。 |
| 10 | std::out_of_range 此异常可以通过"at"方法抛出,例如 std::vector 和std::bitset<>::operator[]()。 |
| 11 | std::runtime_error 理论上无法通过阅读代码检测到的异常。 |
| 12 | std::overflow_error 如果发生数学溢出,则会抛出此异常。 |
| 13 | std::range_error 当您尝试存储超出范围的值时,会发生此异常。 |
| 14 | std::underflow_error 如果发生数学下溢,则会抛出此异常。 |
定义新的异常
您可以通过继承和重写 exception 类的功能来定义自己的异常。
示例
以下示例展示了如何使用 std::exception 类以标准方式实现您自己的异常 -
#include <iostream>
#include <exception>
using namespace std;
struct MyException : public exception {
const char * what () const throw () {
return "C++ Exception";
}
};
int main() {
try {
throw MyException();
} catch(MyException& e) {
std::cout << "MyException caught" << std::endl;
std::cout << e.what() << std::endl;
} catch(std::exception& e) {
//Other errors
}
}
这将产生以下结果 -
MyException caught C++ Exception
此处,what() 是异常类提供的公共方法,并且已被所有子异常类重写。该方法返回异常的原因。

