526互联

C++异常处理：try、throw、catch

发布时间 2023-08-24 23:25:25作者: 无夜千幕雪

​1.引子

程序在运行时，总是会遇到一些错误，这些错误或者是导致程序无法运行，例如操作空指针，或是不符合正常运行的规律，例如除以0。

因此，在C++程序当中就必须添加对应异常处理机制，在检测到指定的程序异常时，为保证程序正常运行，需要跳转至异常处理程序当中。

常规的错误处理有以下几种解决方案：

2.abort()

在遇到错误时，可以调用abort函数。

abort函数位于标准库的头文件cstdlib当中，它会向标准错误流发送一个程序异常终止消息，然后终止程序。

int main() {
    abort();
    return 0;
}

当然，这种方式实际上并不灵活，abort的调用会直接终止程序，并不是我们所想要的结果。通常我们都会建立故障诊断机制，所以abort的使用频率比较低。

3.try throw catch

C++自带有异常处理机制，提供了将控制权从程序的一个部分转移到另一个部分的途径，这种对异常的处理方法包含三部分：

try：标识其中特定的异常可能被激活的代码块。

throw：当出现异常时抛出异常，跳转至处理部分。

catch：捕获异常，针对不同的异常类型采取对应的措施

基本写法为：

try{
    //Error e("error!");
    //throw e;
    throw 1;
    //throw 1.5;
    //throw Error ("error!");
}
catch (double){

}
catch (int){

}
catch (Error& e){

}

其中，抛出异常和捕获异常有多种写法，可以适用于不同的情况。

3.1.抛出异常

异常抛出有以下几种写法：

直接抛出数值，会根据值的类型自动做隐式转换，例如int和double，这种用法弊端比较大，一般不怎么使用：

throw 1;    // 相当于throw (int)1;
throw 1.5;     // 相当于throw (double)1.5;

构造并抛出异常值，如果异常被封装为类，则会用构造函数对异常进行构造。当然也可以先构造一个类出来，然后将这个类抛出，两种做法是一样的。

class Error{
    public:
        Error(const char* message) 
            : m_message(message)
        { };
private:
        string m_message;
};

throw Error("error!");    // 1.调用构造函数后抛出

Error e("error!");
throw e;    // 2.抛出构造后的值

3.2.捕获异常

异常捕获有以下几种写法：

类型捕获，依据throw抛出的类型进行选择最终进入哪一个catch模块，多个catch连成一片类似于else if，只不过catch检测的是类型。如果没有抛出异常，那么不会进入任何一个catch块当中。

catch (int){ 
}
catch (double){ 
}
catch (Error){ 
}

类型+返回值捕获，返回的不只是类型，实际上还隐藏了返回值，可以自定义返回值的名称将其显式表示，并将其运用到catch模块当中。

catch (Error& error){ 
 cout << error << endl;
}

捕获其它异常，"..."这种写法相当于else，任何其它类型的异常都会被该catch捕获。

同理，如果没有写catch(...)就相当于没有写else，那么当程序因为异常抛出，但是没有找到对应类型的异常时，则不会执行任何catch内的操作。

catch (...){
}

3.3.嵌套

多个异常模块可以嵌套使用，但在任意位置抛出异常时，程序会逐级选择catch模块，直到找到对应的catch块或者跳出所有嵌套的try块为止，中间其它try当中的内容，都会被忽略。

例如下面的程序：

输出double异常时，跳转至catch(double)中，继续运行外层try当中的内容，从而输出1、2、3、4、6；

输出int异常时，跳转至catch(int)中，无视了外层try块剩下的内容，从而输出1、2、5 2、6；

int main() {

    try {
        std::cout << "1..." << endl;
        try {
            std::cout << "2..." << endl;
            //double error = 2;    //如果抛出double，则输出1、2、3、4、6
            int error = 2;    //如果抛出int，则输出1、2、5 2、6
            throw error;    
        }
        catch (double ) {
            std::cout << "3..." << endl;
        }
        std::cout << "4..." << endl;
    }
    catch (int& error) {
        std::cout << "5..." << error << endl;
    }
    std::cout << "6..." << error << endl;
    return 0;
}

4.故障码

虽然这一节主要讲的是try throw catch，但实际上这种异常解决方案用的还是不算多，最常使用的依然是故障码。

故障码不是啥新鲜的东西，设置一个全局或较高层级的故障类，用以记录故障的类型。在每个程序模块运行时对故障进行检测，同时在运行过程中出现异常时对故障进行对应的填充。

在C语言当中，只能用结构体指针的方式进行传输，不够方便，而C++以类的形式进行封装更有利于这种方式的异常处理。

其伪代码如下所示：

Error e;

if(e == null){
    ...
    if(){
        e = error;
    }
}
...

故障码有个优势，那就是相比于try catch的结构，可以比较容易地对程序进行控制，对于异常的处理更加的精细化，因此很多时候用的比较多的反而是这种解决方案。

​