C++ 异常处理

         C++ 异常​(Exception)是指在程序运行时产生的特殊情况，例如，尝试除以零的操作。异常提供了一种转移程序控制权的方式，异常处理涉及到三个关键字：try、catch、throw。

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

         如果有一个块抛出一个异常，捕获异常的方法会使用 try 和 catch 关键字。try 块中放置可能抛出异常的代码，try 块中的代码被称为保护代码。

抛出异常

         可以使用 throw 语句在代码块中的任何地方抛出异常，throw 语句的操作数可以是任意的表达式，表达式的结果的类型决定了抛出的异常的类型。以下是尝试除以零时抛出异常的实例：

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

捕获异常

         catch 块跟在 try 块后面，用于捕获异常。可以指定想要捕捉的异常类型，这是由 catch 关键字后的括号内的异常声明决定的。 使用 try/catch 语句的语法如下所示：

try
{
   program-statements  // 保护代码
}catch( Exception—declaration ) {
   handler-statements  // 处理 Exception—declaration 异常的代码 
}catch( Exception—declaration ) {
   handler-statements
}catch( Exception—declaration ) {
   handler-statements
}  //...

         下面是一个实例，抛出一个除以零的异常，并在 catch 块中捕获该异常。

#include 
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;
}

         程序抛出了"Division by zero condition!"，一个类型为 const char* 的异常，因此，catch 块中使用 const char*。

         编译和执行上面的代码：

 Division by zero condition!

         若 try 块在不同的情境下会抛出不同的异常时，可以罗列多个 catch 语句，用于捕获不同类型的异常。若让 catch 块能够处理 try 块抛出的任何类型的异常，则必须在异常声明的括号内使用省略号 ...，如下所示：

try
{
  program-statements 
}catch(...) {
  handler-statements
}

标准的异常

         C++ 提供了一系列定义在  中，可以在程序中使用的标准的异常，以父子类层次结构组织起来，如下所示：

         每个异常的说明：

异常	描述
std::exception	该异常是所有标准 C++ 异常的父类。
std::bad_alloc	该异常可以通过 new 抛出。
std::bad_cast	该异常可以通过 dynamic_cast 抛出。
std::bad_typeid	该异常可以通过 typeid 抛出。
std::bad_exception	这在处理 C++ 程序中无法预期的异常时非常有用。
std::logic_error	理论上可以通过读取代码来检测到的异常。
std::domain_error	当使用了一个无效的数学域时，会抛出该异常。
std::invalid_argument	当使用了无效的参数时，会抛出该异常。
std::length_error	当创建了太长的 std::string 时，会抛出该异常。
std::out_of_range	该异常可以通过方法抛出，例如 std::vector 和 std::bitset<>::operator[]()。
std::runtime_error	理论上不可以通过读取代码来检测到的异常。
std::overflow_error	当发生数学上溢时，会抛出该异常。
std::range_error	当尝试存储超出范围的值时，会抛出该异常。
std::underflow_error	当发生数学下溢时，会抛出该异常。

定义新的异常

         通过继承和重载 exception 类来定义新的异常。下面的实例演示如何使用 std::exception 类来实现自己的异常：

#include 
#include 
using namespace std;
 
class MyException : public exception
{
public:
  const char * what() const throw ()   // 成员函数声明后跟上throw(),表示函数不会抛出异常
  { 
    return "C++ Exception";
  }
};
 
int main()
{
  try
  {
    throw MyException();
  } catch(MyException& e) {
    cout << "MyException caught" << endl;
    cout << e.what() << endl;
  } catch(std::exception& e) {
    //其他的错误
  }

  return 0;
}

          what() 是异常类提供的一个公共方法，它已被所有子异常类重载。这将返回异常产生的原因。编译和执行上面的代码：

MyException caught
C++ Exception

          补充： throw() 是异常规格说明，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throw()函数的参数声明中列出这个函数可能抛掷的所有异常类型。

          在 C++11 中，可以使用关键字 noexcept声明一个函数不会抛出任何异常。

void what() noexcept;

          下面两个函数声明的异常规格在语义上是相同的，都表示函数不抛出任何异常。

void what() throw();
void what() noexcept;

          throw函数后面的意义：

• 函数后面跟throw()，表示该函数不会抛出异常,函数是异常安全的
• 函数后面跟throw(...)，表示该函数可能会抛出任何形式的异常
• 函数后面跟throw(exception type)，表示该函数只抛出exception type类型的异常

          const在函数后面的意义：

• 只允许在类的非静态成员函数后面加const(加到非成员函数或静态成员后面会产生编译错误);
• 后面加的const是对this指针指向的类的对象的修饰，即修饰 *this，所以this所指向的类对象的成员都是不允许被修改的；