传统的错误处理机制:
errno
中表示错误。实际中C语言基本都是使用返回错误码的方式处理错误,部分情况下使用终止程序处理非常严重的错误。
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,它们的捕获是按顺序进行捕获的。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。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。使用 try/catch
语句的语法如下所示:
try
{
// 保护的标识代码
}catch( ExceptionName e1 )
{
// catch 块
}catch( ExceptionName e2 )
{
// catch 块
}catch( ExceptionName eN )
{
// catch 块
}
catch
的处理代码。throw
本身是否在try
块内部,如果是再查找匹配的catch
语句。如果有匹配的,则调到catch
的地方进行处理。catch
则退出当前函数栈,继续在调用函数的栈中进行查找匹配的catch
。main
函数的栈,依旧没有匹配的,则终止程序。上述这个沿着调用链查找匹配的catch
子句的过程称为栈展开。所以实际中我们最后都要加一个catch(…)捕获任意类型的异常,否则当有异常没捕获,程序就会直接终止。catch
子句并处理以后,会继续沿着catch
子句后面继续执行。#include
using namespace std;
int Division(int x, int y)
{
if (y == 0)
{
throw "division by zero!";
}
else
{
return x / y;
}
}
int func()
{
int x, y;
cin >> x >> y;
return Division(x, y);
}
int main()
{
try
{
func();
}
catch (const string& s)
{
cout << "string :" << s << endl;
}
catch (const char* str)
{
cout << "const char* :" << str << endl;
}
return 0;
}
可以看出string
虽然与char*
类型相近,但还是不能匹配。
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。
#include
using namespace std;
int Division(int x, int y)
{
if (y == 0)
{
throw "division by zero!";
}
else
{
return x / y;
}
}
void func()
{
int* arr = new int[7];
try
{
int x, y;
cin >> x >> y;
Division(x, y);
}
catch(...)
{
// 扔出之前别忘记释放内存
delete[] arr;
// 捕捉到什么就扔什么,将错误扔给main()
throw;
}
delete[] arr;
}
int main()
{
try
{
func();
}
catch (const string& s)
{
cout << "string :" << s << endl;
}
catch (const char* str)
{
cout << "const char* :" << str << endl;
}
catch (...)
{
cout << "Unknown error" << endl;
}
cout << "main finish!" << endl;
return 0;
}
构造函数完成对象的构造和初始化,最好不要在构造函数中抛出异常,否则可能导致对象不完整或没有完全初始化。
析构函数主要完成资源的清理,最好不要在析构函数内抛出异常,否则可能导致资源泄漏(内存泄漏、句柄未关闭等)
C++中异常经常会导致资源泄漏的问题,比如在new
和delete
中抛出了异常,导致内存泄漏,C++经常使用RAII来解决以上问题。
throw(类型)
,列出这个函数可能抛掷的所有异常类型。throw()
,表示函数不抛异常。// 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 delete (std::size_t size, void* ptr) throw();
// C++11 中新增的noexcept,表示不会抛异常
thread() noexcept;
thread (thread&& x) noexcept;
noexpect
并不值得信任,在一些编译器下,如果给一个函数加上了noexpect
,但是这个函数确实抛异常了,编译器也不会报错。
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所有人随意抛异常,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。
下面是一个简单的异常体系,我们用随机数来模拟异常错误。
#include
#include
using namespace std;
// 服务器开发中通常使用的异常继承体系
class Exception
{
public:
Exception(const string& errmsg, int id)
:_errmsg(errmsg)
, _id(id)
{}
virtual string what() const
{
return _errmsg;
}
protected:
string _errmsg;
int _id;
};
// Sql相关的错误
class SqlException : public Exception
{
public:
SqlException(const string& errmsg, int id, const string& sql)
:Exception(errmsg, id)
, _sql(sql)
{}
virtual string what() const
{
string str = "SqlException:";
str += _errmsg;
str += "->";
str += _sql;
return str;
}
private:
const string _sql;
};
// 缓存相关的错误
class CacheException : public Exception
{
public:
CacheException(const string& errmsg, int id)
:Exception(errmsg, id)
{}
virtual string what() const
{
string str = "CacheException:";
str += _errmsg;
return str;
}
};
// 网络相关的错误
class HttpServerException : public Exception
{
public:
HttpServerException(const string& errmsg, int id, const string& type)
:Exception(errmsg, id)
, _type(type)
{}
virtual string what() const
{
string str = "HttpServerException:";
str += _type;
str += ":";
str += _errmsg;
return str;
}
private:
const string _type;
};
void SQLMgr()
{
srand(time(0));
if (rand() % 7 == 0)
{
throw SqlException("权限不足", 100, "select * from name = '张三'");
}
//throw "xxxxxx";
}
void CacheMgr()
{
srand(time(0));
if (rand() % 5 == 0)
{
throw CacheException("权限不足", 100);
}
else if (rand() % 6 == 0)
{
throw CacheException("数据不存在", 101);
}
SQLMgr();
}
void HttpServer()
{
// ...
srand(time(0));
if (rand() % 3 == 0)
{
throw HttpServerException("请求资源不存在", 100, "get");
}
else if (rand() % 4 == 0)
{
throw HttpServerException("权限不足", 101, "post");
}
CacheMgr();
}
int main()
{
while (1)
{
this_thread::sleep_for(chrono::seconds(1));
try
{
HttpServer();
}
catch (const Exception& e) // 这里捕获父类对象就可以
{
// 多态
cout << e.what() << endl;
}
catch (...)
{
cout << "Unkown Exception" << endl;
}
}
return 0;
}
C++ 提供了一系列标准的异常,定义在< expection >中,我们可以在程序中使用这些标准的异常。它们是以父子类层次结构组织起来的,如下所示:
说明:实际中我们可以可以去继承exception类实现自己的异常类。但是实际中很多公司像上面一样自己定义一套异常继承体系。因为C++标准库设计的不够好用。
int main()
{
try
{
vector<int> v(10, 5);
// 这里如果系统内存不够也会抛异常
//v.reserve(10000000000000000);
// 这里越界会抛异常
v.at(10) = 100;
}
catch (const exception& e) // 这里捕获父类对象就可以
{
cout << e.what() << endl;
}
catch (...)
{
cout << "Unkown Exception" << endl;
}
return 0;
}
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。
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。
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。
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。
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。