C++入门教程：第七篇 - 异常处理基础_c++的try..catch入门教程-优快云博客

C++入门教程：第七篇 - 异常处理基础

异常处理是C++中的一个重要特性，它帮助程序员处理在程序运行时可能出现的错误情况。通过异常处理机制，我们可以捕获和处理错误，避免程序崩溃，并保持程序的稳定性。本文将介绍C++中的异常处理基础，包括异常的定义、抛出和捕获机制。

1. 异常的基本概念

异常是程序在运行过程中遇到的错误或异常情况。在C++中，异常通过throw语句抛出，并通过try和catch块进行捕获和处理。异常处理机制使得程序能够处理错误而不会中断整个程序的执行。

1.1 异常的定义

C++中的异常通常是由std::exception类或其派生类的对象表示。你也可以定义自己的异常类，以满足特定的需求。

1.1.1 标准异常类

C++标准库提供了一些常用的异常类，包括std::exception、std::runtime_error和std::logic_error等。这些类用于表示不同类型的错误。

cpp

#include <iostream>
#include <exception>

using namespace std;

int main() {
    try {
        throw runtime_error("A runtime error occurred");
    } catch (const exception& e) {
        cout << "Caught exception: " << e.what() << endl;
    }

    return 0;
}

cpp

1.1.2 自定义异常类

你可以创建自己的异常类，以便更好地描述和处理特定的错误情况。

cpp

#include <iostream>
#include <exception>

using namespace std;

class MyException : public exception {
public:
    const char* what() const noexcept override {
        return "My custom exception occurred";
    }
};

int main() {
    try {
        throw MyException();
    } catch (const MyException& e) {
        cout << "Caught custom exception: " << e.what() << endl;
    }

    return 0;
}

cpp

2. 抛出异常

在C++中，异常通过throw语句抛出。当程序检测到错误或异常情况时，可以使用throw语句将异常抛出，以便在其他地方进行处理。

2.1 抛出异常的基本语法

throw语句后跟要抛出的异常对象。以下示例展示了如何在函数中抛出异常，并在调用者中进行处理。

2.1.1 函数中抛出异常

cpp

#include <iostream>
#include <stdexcept>

using namespace std;

void mayGoWrong() {
    bool errorOccurred = true;
    if (errorOccurred) {
        throw runtime_error("Something went wrong");
    }
}

int main() {
    try {
        mayGoWrong();
    } catch (const runtime_error& e) {
        cout << "Caught exception: " << e.what() << endl;
    }

    return 0;
}

cpp

2.2 异常的传递

当异常在函数中抛出后，它会沿着调用堆栈向上传递，直到找到一个能够处理该异常的catch块。如果没有找到匹配的catch块，程序将终止。

2.2.1 异常传递示例

cpp

#include <iostream>
#include <stdexcept>

using namespace std;

void functionA() {
    throw runtime_error("Error in functionA");
}

void functionB() {
    functionA(); // 传播异常
}

int main() {
    try {
        functionB();
    } catch (const runtime_error& e) {
        cout << "Caught exception: " << e.what() << endl;
    }

    return 0;
}

cpp

3. 捕获异常

异常捕获使用try和catch块来处理异常。try块包含可能抛出异常的代码，而catch块用于处理特定类型的异常。

3.1 `try`和`catch`块的基本语法

以下示例展示了如何使用try和catch块来捕获和处理异常。

3.1.1 捕获标准异常

cpp

#include <iostream>
#include <stdexcept>

using namespace std;

int main() {
    try {
        throw runtime_error("An error occurred");
    } catch (const runtime_error& e) {
        cout << "Caught runtime_error: " << e.what() << endl;
    } catch (const exception& e) {
        cout << "Caught exception: " << e.what() << endl;
    }

    return 0;
}

cpp

3.1.2 捕获自定义异常

cpp

#include <iostream>
#include <exception>

using namespace std;

class MyException : public exception {
public:
    const char* what() const noexcept override {
        return "My custom exception occurred";
    }
};

int main() {
    try {
        throw MyException();
    } catch (const MyException& e) {
        cout << "Caught custom exception: " << e.what() << endl;
    } catch (const exception& e) {
        cout << "Caught exception: " << e.what() << endl;
    }

    return 0;
}

cpp

3.2 多个`catch`块

一个try块可以有多个catch块，以处理不同类型的异常。catch块的顺序很重要，应该从最具体的异常类型到最通用的异常类型。

3.2.1 示例：多个`catch`块

cpp

#include <iostream>
#include <stdexcept>

using namespace std;

int main() {
    try {
        throw runtime_error("A runtime error");
    } catch (const out_of_range& e) {
        cout << "Caught out_of_range: " << e.what() << endl;
    } catch (const runtime_error& e) {
        cout << "Caught runtime_error: " << e.what() << endl;
    } catch (const exception& e) {
        cout << "Caught exception: " << e.what() << endl;
    }

    return 0;
}

cpp

4. 异常处理的最佳实践

处理异常时，有一些最佳实践可以帮助提高代码的可靠性和可维护性。

4.1 避免过度使用异常

异常处理机制应仅用于处理真正的异常情况，不应用于控制正常的程序流。使用异常处理来处理程序中的意外错误，而不是程序的预期行为。

4.2 异常安全

确保你的代码在异常发生时能够保持一致性。尤其是在资源管理（如动态内存、文件句柄）时，要特别小心，以防止资源泄漏或程序状态不一致。

4.2.1 异常安全示例

使用RAII（资源获取即初始化）模式可以确保资源在异常发生时被正确释放：

cpp

#include <iostream>
#include <memory>

using namespace std;

class Resource {
public:
    Resource() { cout << "Resource acquired" << endl; }
    ~Resource() { cout << "Resource released" << endl; }
};

void process() {
    unique_ptr<Resource> res = make_unique<Resource>();
    throw runtime_error("An error occurred");
}

int main() {
    try {
        process();
    } catch (const runtime_error& e) {
        cout << "Caught exception: " << e.what() << endl;
    }

    return 0;
}

cpp