Cplusplus 简明教程

C++ Exception Handling

异常是在程序执行过程中出现的问题。C++ 异常是对程序运行期间出现的异常情况的响应，例如尝试除以零。

异常提供了一种将控制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。这是使用 throw 关键字完成的。
catch - 程序使用异常处理程序捕获异常，该程序位于程序中需要处理问题的位置。 catch 关键字表示捕获异常。
try - try 块标识代码块，其中将激活特定异常。后面跟着一个或多个 catch 块。

假设某个块会引发异常，方法会使用 try 和 catch 关键字组合来捕获该异常。try/catch 块放在可能生成异常的代码周围。try/catch 块中的代码被称为受保护的代码，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
}

可以列出多个 catch 语句来捕获不同类型的异常，以防 try 块在不同的情况下引发多个异常。

Throwing Exceptions

使用 throw 语句可以在代码块内的任何位置抛出异常。throw 语句的操作数确定异常类型，可以是任何表达式，表达式的结果类型确定所抛出异常的类型。

以下是除以零条件发生时抛出异常的示例：

double division(int a, int b) {
   if( b == 0 ) {
      throw "Division by zero condition!";
   }
   return (a/b);
}

Catching Exceptions

catch 块在 try 块后捕获任何异常。可以指定要捕获的异常类型，这是由 catch 关键字后括号内出现的异常声明决定的。

try {
   // protected code
} catch( ExceptionName e ) {
  // code to handle ExceptionName exception
}

上面的代码将捕获 ExceptionName 类型的异常。如果要指定一个 catch 块应该处理 try 块中抛出的任何类型的异常，必须在括号中异常声明后面放置一个省略号，…，如下所示：

try {
   // protected code
} catch(...) {
  // code to handle any exception
}

以下是一个示例，其中抛出了一个除以零异常，我们把它捕获到 catch 块中。

#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;
}

因为我们引发了类型为 const char 的异常，所以在这个异常被捕获时，我们在 catch 块中必须使用 const char*。如果编译并运行上面的代码，将产生以下结果：

Division by zero condition!

C++ Standard Exceptions

C++ 提供了在 <exception> 中定义的一系列标准异常，我们可以在程序中使用这些异常。它们被组织在下面所示的父子类层次结构中：

以下是上述层次结构中提到的每个异常的简要说明：

Sr.No	Exception & Description
1	std::exception 所有标准 C++ 异常的异常和父类。
2	std::bad_alloc 它可以被 new 抛出。
3	std::bad_cast 它可以被 dynamic_cast 抛出。
4	std::bad_exception 这是在 C++ 程序中处理意外异常的有用设备。
5	std::bad_typeid 可以由 typeid 抛出。
6	std::logic_error 一种理论上可以通过读取代码来检测的异常。
7	std::domain_error 在使用数学上无效的域时抛出的异常。
8	std::invalid_argument 由于参数无效而抛出。
9	std::length_error 在创建过大的 std::string 时抛出。
10	std::out_of_range 可由“at”方法抛出，例如 std::vector 和 std::bitset<>::operator[]()。
11	std::runtime_error 一种理论上无法通过读取代码来检测的异常。
12	std::overflow_error 如果发生数学溢出，则抛出。
13	std::range_error 当您尝试存储超出范围的值时发生。
14	std::underflow_error 如果发生数学下溢，则抛出。

Define New Exceptions

您可以通过继承和覆盖 exception 类功能来定义自己的异常。以下示例展示了如何使用 std::exception 类以标准方式实现自己的异常 −

#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

这里， what() 是异常类提供的一个公共方法，并且它已被所有子异常类覆盖。这会返回异常的起因。