C++ 異常處理

C++ 異常處理

異常是程式在執行期間產生的問題。C++ 異常是指在程式執行時發生的特殊情況,比如嘗試除以零的操作。

異常提供了一種轉移程式控制權的方式。C++ 異常處理涉及到三個關鍵字:try、catch、throw

  • throw: 當問題出現時,程式會丟擲一個異常。這是通過使用 throw 關鍵字來完成的。
  • catch: 在您想要處理問題的地方,通過異常處理程式捕獲異常。catch 關鍵字用於捕獲異常。
  • try: try 塊中的程式碼標識將被啟用的特定異常。它後面通常跟著一個或多個 catch 塊。

如果有一個塊丟擲一個異常,捕獲異常的方法會使用 trycatch 關鍵字。try 塊中放置可能丟擲異常的程式碼,try 塊中的程式碼被稱為保護程式碼。使用 try/catch 語句的語法如下所示:

try { // 保護程式碼 }catch( ExceptionName e1 ) { // catch 塊 }catch( ExceptionName e2 ) { // catch 塊 }catch( ExceptionName eN ) { // catch 塊 }

如果 try 塊在不同的情境下會丟擲不同的異常,這個時候可以嘗試羅列多個 catch 語句,用於捕獲不同型別的異常。

丟擲異常

您可以使用 throw 語句在程式碼塊中的任何地方丟擲異常。throw 語句的運算元可以是任意的表示式,表示式的結果的型別決定了丟擲的異常的型別。

以下是嘗試除以零時丟擲異常的例項:

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

捕獲異常

catch 塊跟在 try 塊後面,用於捕獲異常。您可以指定想要捕捉的異常型別,這是由 catch 關鍵字後的括號內的異常宣告決定的。

try { // 保護程式碼 }catch( ExceptionName e ) { // 處理 ExceptionName 異常的程式碼 }

上面的程式碼會捕獲一個型別為 ExceptionName 的異常。如果您想讓 catch 塊能夠處理 try 塊丟擲的任何型別的異常,則必須在異常宣告的括號內使用省略號 ...,如下所示:

try { // 保護程式碼 }catch(...) { // 能處理任何異常的程式碼 }

下面是一個例項,丟擲一個除以零的異常,並在 catch 塊中捕獲該異常。

例項

#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; }

由於我們丟擲了一個型別為 const char* 的異常,因此,當捕獲該異常時,我們必須在 catch 塊中使用 const char*。當上面的程式碼被編譯和執行時,它會產生下列結果:

Division by zero condition!

C++ 標準的異常

C++ 提供了一系列標準的異常,定義在 <exception> 中,我們可以在程式中使用這些標準的異常。它們是以父子類層次結構組織起來的,如下所示:

C++ 異常的層次結構

下表是對上面層次結構中出現的每個異常的說明:

異常 描述
std::exception 該異常是所有標準 C++ 異常的父類。
std::bad_alloc 該異常可以通過 new 丟擲。
std::bad_cast 該異常可以通過 dynamic_cast 丟擲。
std::bad_exception 這在處理 C++ 程式中無法預期的異常時非常有用。
std::bad_typeid 該異常可以通過 typeid 丟擲。
std::logic_error 理論上可以通過讀取程式碼來檢測到的異常。
std::domain_error 當使用了一個無效的數學域時,會丟擲該異常。
std::invalid_argument 當使用了無效的引數時,會丟擲該異常。
std::length_error 當建立了太長的 std::string 時,會丟擲該異常。
std::out_of_range 該異常可以通過方法丟擲,例如 std::vector 和 std::bitset<>::operator[]()。
std::runtime_error 理論上不可以通過讀取程式碼來檢測到的異常。
std::overflow_error 當發生數學上溢時,會丟擲該異常。
std::range_error 當嘗試儲存超出範圍的值時,會丟擲該異常。
std::underflow_error 當發生數學下溢時,會丟擲該異常。

定義新的異常

您可以通過繼承和過載 exception 類來定義新的異常。下面的例項演示瞭如何使用 std::exception 類來實現自己的異常:

例項

#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) { //其他的錯誤 } }

這將產生以下結果:

MyException caught
C++ Exception

在這裡,what() 是異常類提供的一個公共方法,它已被所有子異常類過載。這將返回異常產生的原因。