c++ 提供一套强大的异常处理机制, 用于管理程序运行过程中发生的错误和意外情况
异常处理机制通过 try、catch 和 throw 关键词来实现, 旨在帮助开发者捕捉程序中的异常并进行有效的错误处理
同步异常
c++ 的 try-catch 机制只能处理同步异常(Synchronous Exceptions)
同步异常是指程序内部产生的错误, 通常是在程序运行过程中由操作引发的异常
最常见的同步异常是运行时错误, 例如除零错误、数组越界等
同步异常通常是在函数内部触发, 并且可以通过 throw 语句显式抛出
- 示例, 输入验证异常
输入字符串, 若其为数字且小于10000且为偶数则为合法状态, 其他为非法状态
#include <iostream>
#include <cmath>
bool judge_num(std::string s) {
if (s.size() > 5) {
throw "长度超长";
}
int sum = 0;
for (int i = 0, size = s.size(); i < size; i++) {
int v = s[i] - '0';
if (v < 0 || v >9) {
throw "该字符串非数字";
}
sum += (v * pow(10, size - i - 1));
}
if (sum > 10000) {
throw "数字值大于10000";
}
if (sum & 1) {
throw "该数字不为偶数";
}
return true;
}
int main() {
std::string s = "1";
try {
if (judge_num(s)) {
std::cout << s << "是一个合法数字字符串" << std::endl;
}
} catch (const char* msg) {
std::cout << s << "不是一个合法数字字符串" << std::endl;
std::cerr << "错误原因:" << msg << std::endl;
}
return 0;
}
运行结果
1001 is not a valid number string.
Error: The number is not an even number
- 示例, 除法异常
在除法运算中, 如果遇到除数为 0 的情况, 需要抛出异常并进行处理
#include <iostream>
#include <cstdlib>
double divide(double x, double y) {
if (y == 0) {
// 除数为0, 抛出异常
throw y;
}
return x / y;
}
int main() {
double res;
try {
res = divide(2, 3);
// The result of x/y is:0.666667
std::cout << "The result of x/y is:" << res << std::endl;
res = divide(4, 0);
} catch (double) {
// Error of dividing zero.
std::cerr << "Error of dividing zero." << std::endl;
exit(1);
}
return 0;
}
运行显示
The result of x/y is:0.666667
Error of dividing zero.
基本语法
c++ 异常处理通过 try、catch 和 throw 三个关键字实现
#include <iostream>
#include <stdexcept>
void divide(int a, int b) {
if (b == 0) {
// 1. 抛出异常对象(推荐抛出标准异常类的实例)
throw std::runtime_error("Division by zero!");
}
std::cout << "Result: " << a / b << std::endl;
}
int main() {
try {
// 2. 保护可能抛出异常的代码块
divide(10, 0);
}
// 3. 捕获异常(务必使用 const 引用捕获)
catch (const std::runtime_error& e) {
std::cerr << "Runtime error: " << e.what() << std::endl;
}
// 兜底捕获所有标准异常
catch (const std::exception& e) {
std::cerr << "Standard exception: " << e.what() << std::endl;
}
return 0;
}
捕获顺序原则
当有多个 catch 块时, 必须将派生类异常的捕获放在基类异常之前
因为 catch 块是按顺序匹配的, 如果把基类(如 std::exception)放在前面, 它将拦截所有派生类异常, 导致后面的 catch 块永远无法执行
c++ 标准异常类
c++ 在 <stdexcept> 头文件中提供一套标准的异常类层次结构
最佳实践是永远抛出继承自 std::exception 的类对象, 并按引用捕获
std::exception
├── std::logic_error (逻辑错误, 如违反前置条件)
│ ├── std::invalid_argument (无效参数)
│ ├── std::domain_error (定义域错误, 如数学函数参数越界)
│ ├── std::length_error (长度错误, 如超出最大长度)
│ └── std::out_of_range (越界错误, 如数组下标越界)
│
└── std::runtime_error (运行时错误, 如超出程序控制范围)
├── std::range_error (范围错误)
├── std::overflow_error (溢出错误)
└── std::underflow_error (下溢错误)