C++ 异常

一、异常概念

异常是一种处理错误的方式，当一个函数发现自己无法处理的错误时就可以抛出异常，让函数的直接或间接

的调用者处理这个错误。

throw: 当问题出现时，程序会抛出一个异常。这是通过使用 throw 关键字来完成的。

catch: 在您想要处理问题的地方，通过异常处理程序捕获异常.catch 关键字用于捕获异常，可以有多

个catch进行捕获。

try: try 块中的代码标识将被激活的特定异常,它后面通常跟着一个或多个 catch 块。

二、 catch的跳转原则

观察下面这段代码

#include
#include 
#include 
#include 
#include 
using namespace std;

double Div(int a, int b)
{
	//b==0时抛出异常
	if (b == 0)
		throw "Divide by zero error ";
	else
		return ((double)a / (double)b);
}

void Func()
{
	try 
	{
		int len, time;
		cin >> len >> time;
		cout << Div(len, time) << endl;
	}
	catch(int errid)
	{
		cout << errid << endl;
	}
	//catch (const char* errmsg)
	//{
	//	cout << errmsg << endl;
	//}
	cout << "Func() end" << endl;
}

int main()
{
	while (1)
	{
		try
		{
			Func();
		}
		catch (int errid)
		{
			cout << errid << endl;
		}
		catch (char errmsg)
		{
			cout << errmsg << endl;
		}
	/*	catch (const char* errmsg)
		{
			cout << errmsg << endl;
		}*/
		catch (...) // 捕获任意类型的异常 -- 防止出现未捕获异常时，程序终止
		{
			cout << "未知异常" << endl;
		}
	}
	return 0;
}

 

 

 结论：

1. catch（）优先匹配参数类型最合适的哪一个catch函数， 其次优先去离 出异常代码处最近的那个catch。

2.catch（...）可以捕获任意一个类型的异常，是异常捕获的底线所在。

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，在进行一些校正处理以后，希望再交给更外层的调用链函数来处 理，catch则可以通过重新抛出将异常传递给更上层的函数进行处理

double Division(int a, int b)
{
	// 当b == 0时抛出异常
	if (b == 0)
	{
		throw "Division by zero condition!";
	}
	return (double)a / (double)b;
}
void Func()
{
	// 这里可以看到如果发生除0错误抛出异常，另外下面的array没有得到释放。
	// 所以这里捕获异常后并不处理异常，异常还是交给外面处理，这里捕获了再
	// 重新抛出去。
	int* array = new int[10];
	try {
		int len, time;
		cin >> len >> time;
		cout << Division(len, time) << endl;
	}
	catch (...)
	{
		cout << "delete []" << array << endl;
		delete[] array;
		throw;
	}
	// ...
	cout << "delete []" << array << endl;
	delete[] array;
}
int main()
{
	try
	{
		Func();
	}
	catch (const char* errmsg)
	{
		cout << errmsg << endl;
	}
	return 0;
}

四、异常规范

1. 异常规格说明的目的是为了让函数使用者知道该函数可能抛出的异常有哪些。 可以在函数的后面接

throw(类型)，列出这个函数可能抛掷的所有异常类型。

2. 函数的后面接throw()，表示函数不抛异常。

3. 若无异常接口声明，则此函数可以抛掷任何类型的异常

// 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();

实际使用中很多公司都会自定义自己的异常体系进行规范的异常管理，因为一个项目中如果大家随意抛异

常，那么外层的调用者基本就没办法玩了，所以实际中都会定义一套继承的规范体系。这样大家抛出的都是

继承的派生类对象，捕获一个基类就可以了

// 服务器开发中通常使用的异常继承体系
class Exception
{
protected:
 string _errmsg;
 int _id;
 //list _traceStack;
 // ...
};
class SqlException : public Exception
{};
class CacheException : public Exception
{};
class HttpServerException : public Exception
{};
int main()
{
 try{
 // server.Start();
 // 抛出对象都是派生类对象
 }
 catch (const Exception& e) // 这里捕获父类对象就可以
 {}
 catch (...)
 {
 cout << "Unkown Exception" << endl;
 }
 return 0;
}

三、异长的优缺点

C++异常的优点：

1. 异常对象定义好了，相比错误码的方式可以清晰准确的展示出错误的各种信息，甚至可以包含堆栈调用

的信息，这样可以帮助更好的定位程序的bug。

2. 返回错误码的传统方式有个很大的问题就是，在函数调用链中，深层的函数返回了错误，那么我们得层 层返回错误，最外层才能拿到错误，具体看下面的详细解释。

int ConnnectSql()
{
	// 用户名密码错误
	if (...)
		return 1;
	// 权限不足
	if (...)
		return 2;
}
int ServerStart() {
	if (int ret = ConnnectSql() < 0)
		return ret;
	int fd = socket()
		if（fd < 0）
		return errno;
}
int main()
{
	if (ServerStart() < 0)
		...
		return 0;
}

  1. 下面这段伪代码我们可以看到 ConnnectSql 中出错了，先返回给 ServerStart ， ServerStart 再

返回给 main 函数， main 函数再针对问题处理具体的错误。

 2. 如果是异常体系，不管是 ConnnectSql 还是 ServerStart 及调用函数出错，都不用检查，因为抛

出的异常异常会直接跳到 main 函数中 catch 捕获的地方， main 函数直接处理错误。

3. 很多的第三方库都包含异常，比如boost、gtest、gmock等等常用的库，那么我们使用它们也需要使用

异常。

4. 很多测试框架都使用异常，这样能更好的使用单元测试等进行白盒的测试。

5. 部分函数使用异常更好处理，比如构造函数没有返回值，不方便使用错误码方式处理。比如T&

operator这样的函数，如果pos越界了只能使用异常或者终止程序处理，没办法通过返回值表示错误。

C++异常的缺点：

 1. 异常会导致程序的执行流乱跳，并且非常的混乱，并且是运行时出错抛异常就会乱跳。这会导致我们跟

踪调试时以及分析程序时，比较困难。

2. 异常会有一些性能的开销。当然在现代硬件速度很快的情况下，这个影响基本忽略不计。

3. C++没有垃圾回收机制，资源需要自己管理。有了异常非常容易导致内存泄漏、死锁等异常安全问题。

这个需要使用RAII来处理资源的管理问题。学习成本较高。

4. C++标准库的异常体系定义得不好，导致大家各自定义各自的异常体系，非常的混乱。

5. 异常尽量规范使用，否则后果不堪设想，随意抛异常，外层捕获的用户苦不堪言。所以异常规范有两点：

        一、抛出异常类型都继承自一个基类。

        二、函数是否抛异常、抛什么异常，都使用 func（）throw();的方式规范化。

总结：异常总体而言，利大于弊，所以工程中我们还是鼓励使用异常的。另外OO的语言基本都是用异常处理错误，这也可以看出这是大势所趋。