C++ 入门第27天：异常处理详细讲解

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 C++ 入门第27天：异常处理详细讲解

前言

在 C++ 开发中，异常处理是一种重要的错误处理机制，它能够让程序在遇到错误时优雅地处理，而不是直接崩溃。C++ 提供了 try-catch-throw 语法来捕获和处理异常。

今天，我们将学习：

（1）异常的基本概念

（2）如何抛出和捕获异常

（3）标准异常类 std::exception

（4）自定义异常

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1. 什么是异常？

异常（Exception） 是指程序运行时发生的错误，例如：

1、除零错误

2、访问越界

3、内存分配失败

4、文件打开失败

C++ 提供了 异常机制，允许程序在错误发生时抛出异常，并由调用者捕获并处理。

2. try-catch-throw 语法

2.1 基本用法

#include <iostream>
using namespace std;

int main() {
    try {
        throw "发生异常！"; // 抛出异常
    } catch (const char* msg) { // 捕获异常
        cout << "捕获异常：" << msg << endl;
    }

    return 0;
}

运行结果：

捕获异常：发生异常！

其中主要是三个关键字的使用：

throw 关键字用于抛出异常。

try 代码块包裹可能发生异常的代码。

catch 代码块用于捕获并处理异常。

3. 抛出和捕获不同类型的异常

C++ 允许抛出各种类型的异常，包括 int、double、string 等。

#include <iostream>
using namespace std;

void testException(int type) {
    if (type == 1)
        throw 404;         // 抛出整数
    else if (type == 2)
        throw 3.14;        // 抛出浮点数
    else if (type == 3)
        throw string("异常信息！"); // 抛出字符串
}

int main() {
    try {
        testException(3);
    } catch (int e) {
        cout << "捕获整数异常：" << e << endl;
    } catch (double e) {
        cout << "捕获浮点数异常：" << e << endl;
    } catch (string e) {
        cout << "捕获字符串异常：" << e << endl;
    }

    return 0;
}

运行结果：

捕获字符串异常：异常信息！

注意：

• catch 语句的顺序很重要，应从具体类型到通用类型（catch (...)）。
• 如果没有匹配的 catch 语句，程序会终止。

4. 使用 std::exception 进行异常处理

C++ 标准库提供了 std::exception 及其子类，用于处理不同类型的异常：

4.1 std::exception 基础用法

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

int main() {
    try {
        throw exception(); // 抛出标准异常
    } catch (const exception& e) {
        cout << "捕获标准异常：" << e.what() << endl;
    }

    return 0;
}

注意，其中e.what() 返回异常信息，默认是 "std::exception"。

4.2 std::runtime_error 和 std::logic_error

C++ 提供了两个常见的异常类型：

（1）runtime_error：用于运行时错误（如除零、文件未找到）。

（2）logic_error：用于逻辑错误（如数组越界）。

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

int main() {
    try {
        throw runtime_error("运行时错误！");
    } catch (const runtime_error& e) {
        cout << "捕获 runtime_error：" << e.what() << endl;
    }

    return 0;
}

运行结果：

捕获 runtime_error：运行时错误！

5. 自定义异常类

如果标准异常不能满足需求，可以定义自己的异常类，继承 std::exception。

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

// 自定义异常类
class MyException : public exception {
public:
    const char* what() const noexcept override {
        return "自定义异常发生！";
    }
};

int main() {
    try {
        throw MyException();
    } catch (const MyException& e) {
        cout << "捕获异常：" << e.what() << endl;
    }

    return 0;
}

运行结果：

捕获异常：自定义异常发生！

自定义异常类要注意两个要点：

（1）继承 std::exception 并重写 what() 方法。

（2）noexcept 关键字表示 what() 不会抛出异常。

6. catch(...) 捕获所有异常

如果不确定会抛出什么类型的异常，可以使用 catch(...) 捕获所有异常。

#include <iostream>
using namespace std;

int main() {
    try {
        throw 3.14; // 抛出一个 double 类型的异常
    } catch (...) {
        cout << "捕获了未知异常！" << endl;
    }

    return 0;
}

运行结果：

捕获了未知异常！

catch(...) 通常放在最后，以捕获所有未处理的异常。

7. noexcept 关键字

C++11 引入了 noexcept，用于标识一个函数不会抛出异常。

#include <iostream>
using namespace std;

void safeFunction() noexcept {
    cout << "这个函数不会抛出异常" << endl;
}

int main() {
    safeFunction();
    return 0;
}

使用noexcept的作用是，一方面告诉编译器该函数不会抛出异常，可以优化性能。另一方面，如果 noexcept 函数抛出异常，程序会调用 std::terminate() 终止。

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8. 总结

以上就是 C++ 11 中异常处理操作的基础详细知识点了。从异常的基本概念，到try-catch-throw 语句的使用方法，再到标准异常 std::exception 及其子类，以及我们还可以自定义异常，使用 catch(...) 捕获所有异常，还有noexcept 关键字。异常处理是编写健壮 C++ 程序的关键技巧。合理使用异常，可以提高程序的稳定性，并让错误处理更加清晰。

都看到这里了，点个赞再走呗朋友~

加油吧，预祝大家变得更强！