C++异常详细介绍

2023-10-30

目录

前言

一.C++异常概念

二.异常的抛出和匹配规则

三.异常的重新抛出

四.异常安全问题

五.异常规范说明

 六.自定义异常体系

 七.C++标准库的异常体系

 八.异常优缺点


前言

        在C语言中处理错误的方式和缺陷有:

  • 返回错误码。

        缺陷:

        1.错误码不好设置,比如:除0操作,就不好返回错误码。如果返回一个数字,可能会有两层含义,是错误,还是结果呢。一般我们会在参数加一个输出型参数返回结果,再规定成功和失败返回的数字。

        2.需要程序员去查找错误码对应的含义。比如:很多系统接口函数都是把错误码放到全局变量errno中,表示错误。

  • 终止程序。比如:发生越界,除0,内存错误等,会直接终止程序。

        缺陷:并不能明确知道是什么错误。用户难以接收。

C++针对上面的不足,引入了异常的概念,不会终止程序,并且会将错误信息详细介绍。

int test(){
	int a = 0;
	int b = 0;
	cin >> a >> b;
	if (b == 0){
		throw bad_exception("除0错误");//抛出异常
	}
	return a / b;
}

int main(){

	try{
		cout << test() << endl;//可能会出现异常代码
	}
	catch (const exception& e){
		cout << e.what() << endl;//捕获异常
	}

	system("pause");
	return 0;
}

一.C++异常概念

        异常是面向对象语言处理错误的一种方式。当一个函数出现自己无法处理的错误时,可以抛出异常,然后输的直接或者间接调用者处理这个错误。

        有三个关键字:

  • throw:当问题出现,程序抛出一个异常。抛异常使用throw关键字完成。
  • catch:用于捕捉异常。catch(...)可以捕获任意类型的异常,主要时用来捕获没有显示捕获类型的异常。相当于条件判断中的else。
  • try:try中包含会出现异常的代码或者函数。后面通常会跟一个或者多个catch块。

        注意:可以抛出任意类型的对象。抛出的异常必须捕获。try要和catch匹配使用,catch里的内容抛出异常时才执行,没有异常,不执行。

int test(){
	int a = 0;
	int b = 0;
	cin >> a >> b;
	if (b == 0){
		throw "除0错误";//抛出异常,异常的描述
	}
	return a / b;
}

int main(){

	try{
		cout << test() << endl;//会出现异常的代码
	}
	//捕获异常
	catch (const char* a){
		cout << a << endl;
	}
	catch (...){
		cout << "unknow exception" << endl;
	}

	system("pause");
	return 0;
}

二.异常的抛出和匹配规则

  1. 异常时通过抛出对象而引发的,对象的类型决定了应该激活哪个catch的处理代码。

  2. 被选中的处理代码的调用链是,找到于该类型匹配且离抛出异常位置最近的那一个catch。

  3. 抛出异常对象后,会生成一个异常对象的拷贝,因为抛出的异常对象可能是一个临时对象,所以会生成一个拷贝对象。

  4. catch(...)可以捕获任意类型的对象,主要是用来捕获没有显示捕获类型的异常,因为如果没有匹配的catch会终止程序。相当于条件判断中的else。问题是不知道异常错误是什么。

  5. 实际中抛出和捕获的类型不一定类型完全匹配,可以抛出派生类对象,使用基类来捕获,这个在实际生活中很实用。主要原因是:派生类可以赋值给基类。

异常的匹配规则:

  • 首先检查throw本身是否在try块内部,如果是,再在当前函数栈中查找匹配的catch语句。如果有匹配的直接跳到catch的地方执行。
  • 如果没有匹配的catch块,则退出但钱函数栈,在调用函数的栈中查找匹配的catch。
  • 如果到达main函数的栈,都没有匹配的catch,就会终止程序。
  • 上述沿着调用链查找匹配的catch块的过程叫栈展开。所以实际要最后要加一个catch(...)来捕获任意类型的异常,防止程序终止。
  • 找到匹配的catch会直接跳到catch语句执行,执行完后,会继续沿着catch语句后面执行。

如果在中间匹配的:

         结论:按照函数调用链,一层一层往外找,直到找到匹配的catch块,直接跳到匹配的catch块执行,执行完catch,会继续往catch块后面的语句执行。相当于没有找到匹配的函数栈帧被释放了。

三.异常的重新抛出

        有可能单个的catch不能完全处理一个异常,在进行一些矫正处理后,需要交给更外层的调用链函数来处理。catch可以做完矫正操作,再将异常重新抛出,交给更上层的函数进行处理。

四.异常安全问题

        由于抛异常只要找到匹配的catch就直接跳到catch块执行,没有找到对应catch的函数就不会继续执行。这样导致函数的执行流回很乱。可能会导致一些问题。

  • 构造函数完成对象的构造和初始化,最好不要再构造函数中抛出异常,否则可能导致对象不完整或者没有完全初始化

  • 析构函数主要完成资源的清理,最好不要在析构函数中抛异常,否则可能导致内存泄漏。

  • C++异常经常会导致资源泄漏问题。比如:在new和delete中抛出异常,导致new出来的资源没有释放,导致内存泄漏。在lock和unlock中抛出异常,导致锁没有释放,导致死锁。

有两种解决办法:

  1. 将异常捕获,释放资源后,将锁重新抛出。
  2. 使用RAII的思想解决。定义一个类封装,管理资源。当要使用时实例化一个类对象,将资源传入,当退出函数,调用对象析构函数,释放资源。

五.异常规范说明

  • 异常规格说明,是使函数调用者直到函数可能会抛出哪些异常。可以在函数后面接throw(异常类型),列出这个函数可能抛出的所有异常类型。
  • 在函数后面加throw()或者noexcept表示不抛异常。
  • 若没有接口声明表示,此函数可能会抛出任意类型的异常。
// 这里表示这个函数会抛出A/B/C/D中的某种类型的异常
void fun() throw(A,B,C,D);
// 这里表示这个函数只会抛出bad_alloc的异常
void* operator new (std::size_t size) throw (std::bad_alloc);
// 这里表示这个函数不会抛出异常
void* operator new (std::size_t size, void* ptr) throw();
void* operator new (std::size_t size, void* ptr) noexcept;

 六.自定义异常体系

        在实际中,并不是我们想抛什么异常就抛什么异常,这样会导致捕捉的时候不好捕捉。而是,会建立一个继承体系,建立一个异常类,派生类继承这个类,来定义出不同的异常。

        到时候抛出异常,只需要用基类进行捕捉即可。

基类可以相当于是一个框架,派生类是具体的异常。然后去具体实现异常的内容,然后抛异常只需要抛派生类,捕捉异常只需要捕捉基类即可。 

下面是一个简单的实现:

//基类
//异常
class Exception{
public:
	
	Exception(const char* str = nullptr, int id = 0)
		:_errmsg(str)
		, _id(id)
	{}
	virtual void what()const = 0;
protected:
	string _errmsg;//错误信息
	int _id;//错误码
};
//派生类
//数据库异常
class SqlException :public Exception{
public:
	SqlException(const char *str = nullptr, int id = 1)
		:Exception(str, id)
	{}

	virtual void what()const{
		cout << "error msg:" << _errmsg << endl;
		cout << "error id:" << _id << endl;
	}
};
//网络异常
class HttpException :public Exception{
public:
	HttpException(const char *str = nullptr, int id = 2)
		:Exception(str, id)
	{}

	virtual void what()const{
		cout << "error msg:" << _errmsg << endl;
		cout << "error id:" << _id << endl;
	}
};
//缓存异常
class CacheException :public Exception{
public:
	CacheException(const char *str = nullptr, int id = 3)
		:Exception(str, id)
	{}

	virtual void what()const{
		cout << "error msg:" << _errmsg << endl;
		cout<< "error id:" << _id << endl;
	}
};

void test(){
	//当网络连接失败,抛出这个异常即可
	//throw HttpException("Http fail", 2);
	//当缓存错误
	//throw CacheException("Cache error", 3);
	//当数据库错误
	throw SqlException("Sql error", 4);
}

int main(){
	try{
		test();
	}
    //用基类捕捉即可
	catch (const Exception& a){
		a.what();
	}
	catch (...){
		cout << "unknow exception" << endl;
	}
	system("pause");
	return 0;
}

 七.C++标准库的异常体系

        在C++库中也建立了一个异常体系。也给我们提供了一些异常类。我们可以在程序中使用这些标准异常,它们也是以父子类层次结构组织起来的。

 说明:

unsigned short test(){
	unsigned short a = 0;
	unsigned short b = 0;
	cin >> a >> b;
	if (a + b > 65535 ){
		//c++标准库中的异常类
		throw overflow_error("overflow");
	}
	return a + b;
}


int main(){
	try{
		printf("%d\n", test());
	}
	//用基类捕捉
	catch (const exception& a){
		cout << a.what() << endl;
	}
	catch (...){
		cout << "unknow exception" << endl;
	}
	system("pause");
	return 0;
}

 八.异常优缺点

         异常优点:

  • 异常对象定义好了,相比较于错误码,可以清晰准确的展示出错误的各种信息,甚至包含堆栈调用信息,可以帮我们很好的定位程序的bug。
  • 在函数调用链中,深层函数返回错误,我们得层层返回,需要不断的判断是什么错误,再返回给最外层。异常直接会找到对应的catch执行,不需要判断是什么错误。
  • 部分函数更好处理,比如没有返回值的函数或者返回值为自身的T& operator,不好返回错误码。并且pos越界了,内存错误等不需要终止程序。
  • 更好的进行测试

        总而言之,跟好的返回和描述错误信息,更好定位。针对某些错误,不需要终止程序。

        异常缺点

  • 异常导致执行流乱跳,运行混乱。导致我们调试和分析程序时,比较困难。
  • C++没有垃圾回收机制,可能会导致异常安全问题。开辟的资源和打开的流,由于执行流乱跳,导致没有释放和关闭等。导致内存泄漏。打开的锁为关闭,导致死锁。
  • C++标准库的异常体系定义不好,导致我们需要各自定义各自的体系,非常混乱。
  • 随意抛异常,外层不好捕获,所以尽量按找异常规范使用。异常规范有两点:1.派生类继承基类。2.函数后面加thow(),表明要抛什么异常。

 总结:异常的使用利大于弊。异常时面向对象语言处理错误的方式,鼓励使用。

本文内容由网友自发贡献,版权归原作者所有,本站不承担相应法律责任。如您发现有涉嫌抄袭侵权的内容,请联系:hwhale#tublm.com(使用前将#替换为@)

C++异常详细介绍 的相关文章

随机推荐

  • sqlserver 批量快速插入数据

    先转换成DataTable 然后插入数据 1 使用最后再看看使用表值参数的效率 效率最高 首先先创建 表值特性类型的表 此表应该与转换后的datatable的列相同不然会出错 查看地方在 当前数据库下的 可编程性 类型 用户定义表类型 CR
  • 【分享】ST7920的LCD12864 Proteus仿真模型

    分享 ST7920的LCD12864 Proteus仿真模型 目前最新版本的是1 03 GitHub地址 https github com cdhigh lcd12864 st7920 proteus Proteus添加动态链接库文件 dl
  • 网站部署详细流程(包括域名,服务器的配置等)

    有很多做网页的前端后端小白都想把自己辛辛苦苦做出来的网站放到网上 让别人观摩观摩 可无奈技术有限 对于网站部署流程有些迷茫 在这里 我会告诉大家 如何将自己做出来的网站放到网上 首先 我们需要明白几个概念 备案 解析 然后 我们还要知道 应
  • 上传formData文件

    if config method get config file const data config data const formData new FormData Object keys data forEach key gt if A
  • QT的tableWidget数据存储到Excle

    目录 环境介绍 所需要的头文件 测试效果 TableWidget表格的内容 Excel表格内容 lt
  • Grub2启动项启动顺序修改

    关键点即 修改grub cfg 终端命令 sudo i 获取权限 chmod w boot grub grub cfg 给文件添加写入权限 gedit boot grub grub cfg 编辑文件内容 BEGIN etc grub d 3
  • 渗透测试-地基钓鱼篇-Cobalt Strike钓鱼(二十五)

    渗透测试 地基钓鱼篇 Cobalt Strike钓鱼 二十五 作者 大余 时间 2020 12 17 简介 渗透测试 地基篇 该篇章目的是重新牢固地基 加强每日训练操作的笔记 在记录地基笔记中会有很多跳跃性思维的操作和方式方法 望大家能共同
  • MTCNN实现流程

    MTCNN实现流程 文章 https arxiv org pdf 1604 02878 pdf code 1 mxnet上的实现 https github com Seanlinx mtcnn 2 tensorflow上的实现 https
  • linux 安装python3(亲测可用)

    首先安装python3所需的基础库 yum y install openssl devel bzip2 devel expat devel gdbm devel yum y install readline devel zlib devel
  • uniapp uni.requet()二次封装ts版

    uni app网络请求 uni app题拱了uni requet 方法 发起网络请求 uni request url https wwww xxxx cn api home list 仅为示例 并非真实接口地址 data text uni
  • 96-97-----JS基础-----DOM查询(二、三)

    一 代码 不难 用到时看一下DOM查询的相关方法即可
  • [零基础学C#] C#从小白到菜鸟 第5期 - 判断

    前言 上一期我们学习了常量和运算符 这一期我们就要开始学习语句块了 简单啊 本来这一期想讲判断和循环的 但是一起讲的话太多了 所以本期就只讲判断吧 学习编程一定要多学多练 多敲出来才能记得更牢 同样 本期的资源下载在底部 大家在学习过程中有
  • 解决Linux,Ubuntu下使用python包管理工具pip命令安装和下载包速度很慢、失败或者connection timeout等问题

    pip 是 Python 包管理工具 该工具提供了对Python 包的查找 下载 安装 卸载的功能 1 原因 pip命令在Linux系统下使用频率非常高 但是国内使用时常常会下载很慢 或者经常提醒连接超时 其主要问题就是它的默认服务器在国外
  • Beyond Compare 4 密钥解决办法

    修改注册表 1 在搜索栏中输入 regedit 打开注册表 2 Ctrl F搜索CacheId 3 删除项目CacheId 路径 HKEY CURRENT USER Software Scooter Software Beyond Comp
  • HCIP笔记

    HCIA复习 抽象语言 编码编码 二进制 二进制 电信号处理电信号 OSI参考模型 OSI RM 应用层 表示层 会话层 传输层 端口号 0 65535 1 1023是注明端口网络层 IP地址 数据链路层 物理层 ARP协议 正向ARP 通
  • 手把手教你写垃圾分类系统

    垃圾分类是目前社会的一个热点 制作垃圾分类只要找到合适的数据集 垃圾分类的模型构建并不难 这里收集了一份关于垃圾分类的数据集 一共有四个大类和245个小类 大类分别是厨余垃圾 可回收物 其他垃圾和有害垃圾 小类主要是垃圾的具体类别 果皮 纸
  • 2021-10-24

    2021 10 24
  • Linux系统常用命令

    文章目录 一 Linux目录介绍 二 Linux命令 三 Linux常用系统工作命令 1 输出字符串或者环境变量取值后的值 echo 2 显示或者设置系统时间与日期 date 3 设置系统时间 timedatectl 4 系统重启 rebo
  • C++模板-泛型函数与泛型类

    泛型 在调用函数或使用该类时才指定特定的类型 可以避免重复写类似功能代码 那C 语言如何定义泛型呢 Author W 泛型 模板 只有在调用或使用该函数或类时 才确定类型 1 泛型函数 2 泛型类 引入标准输入输出流 include
  • C++异常详细介绍

    目录 前言 一 C 异常概念 二 异常的抛出和匹配规则 三 异常的重新抛出 四 异常安全问题 五 异常规范说明 六 自定义异常体系 七 C 标准库的异常体系 八 异常优缺点 前言 在C语言中处理错误的方式和缺陷有 返回错误码 缺陷 1 错误