C++ 异常处理

异常是程序执行过程中出现的问题。C++ 异常是对程序运行时出现的异常情况(例如尝试除以零)的响应。

异常提供了一种将控制权从程序的一部分转移到另一部分的方法。C++ 异常处理基于三个关键字:try、catch 和 throw。

• throw − 当出现问题时，程序会抛出异常。这可以通过使用 throw 关键字来实现。

• catch − 程序会在程序中需要处理问题的位置使用异常处理程序来捕获异常。 catch 关键字表示捕获异常。

• try − try 块标识将触发特定异常的代码块。它后面跟着一个或多个 catch 块。

假设某个代码块会引发异常，则方法会使用 try 和 catch 关键字的组合来捕获异常。try/catch 块放置在可能生成异常的代码周围。try/catch 块内的代码称为受保护代码，使用 try/catch 的语法如下 −

try {
   // protected code
} catch( ExceptionName e1 ) {
   // catch block
} catch( ExceptionName e2 ) {
   // catch block
} catch( ExceptionName eN ) {
   // catch block
}

您可以列出多个 catch 语句来捕获不同类型的异常，以防您的 try 块在不同情况下引发多个异常。

抛出异常

可以使用 throw 语句在代码块中的任何位置抛出异常。throw 语句的操作数决定了异常的类型，可以是任何表达式，而表达式结果的类型决定了抛出的异常类型。

示例

以下是在除以零的条件成立时抛出异常的示例 -

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

捕获异常

紧随 try 块之后的 catch 块可以捕获任何异常。您可以指定要捕获的异常类型，这由关键字 catch 后括号中的异常声明决定。

try {
    // 受保护的代码
} catch( ExceptionName e ) {
    // 处理 ExceptionName 异常的代码
}

以上代码将捕获 ExceptionName 类型的异常。如果您想指定 catch 块处理 try 块中抛出的任何类型的异常，则必须在括号内放置一个省略号 (...)，其中包含异常声明，如下所示 -

try {
    // 受保护的代码
} catch(...) {
    // 处理任何异常的代码
}

示例

以下示例抛出一个除以零的异常，我们在 catch 块中捕获它。

#include <iostream>
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;
}

因为我们抛出了const char*类型的异常，所以在捕获此异常时，我们必须在 catch 块中使用 const char*。如果我们编译并运行上述代码，将产生以下结果 -

Division by zero condition!

C++ 标准异常

C++ 提供了 <exception> 中定义的一系列标准异常，我们可以在程序中使用它们。这些异常按如下所示的父子类层次结构排列 -

以下是上述层次结构中提到的每个异常的简要描述 -

定义新的异常

您可以通过继承和重写 exception 类的功能来定义自己的异常。

示例

以下示例展示了如何使用 std::exception 类以标准方式实现您自己的异常 -

#include <iostream>
#include <exception>
using namespace std;

struct MyException : public exception {
   const char * what () const throw () {
      return "C++ Exception";
   }
};
 
int main() {
   try {
      throw MyException();
   } catch(MyException& e) {
      std::cout << "MyException caught" << std::endl;
      std::cout << e.what() << std::endl;
   } catch(std::exception& e) {
      //Other errors
   }
}

这将产生以下结果 -

MyException caught
C++ Exception

此处，what() 是异常类提供的公共方法，并且已被所有子异常类重写。该方法返回异常的原因。