c++的异常处理

一、什么是异常

什么是异常？什么是错误？什么是陷阱？这个在学汇编语言时，都有过详细的说明。这里只说异常，异常，就是普通人们理解的不同于人们设想的那样的结果，就是异常。异常是程序没有按照设计而产生的结果警示。这个结果，可能是一个命令行的提示，可能是写一个文件，也可能是直接程序挂掉（有资料把这种情形不归到异常中）。
异常，首先是一种错误，有可能是逻辑上的，比如本来想输出A，结果输出了B；也有可能是控制上的，比如网络连接断开了；也有可能是单纯硬件的，诸如此类。在c++的书籍里，包括一些大牛的推荐里，对异常都不置可否。所以一般程序在代码中，看到异常控制机制的代码一般不会很多，大多还是通过返回值来处理错误的结果。

二、c++的异常处理

c++中的异常处理机制不复杂，表现形式就是：

1) 带参数名称
try { /* */ } catch (const std::exception& e) { /* */ }
2) 不带参数名称
try { /* */ } catch (const std::exception&) { /* */ }
3) 捕获任意异常
try { /* */ } catch (...) { /* */ }

当然，异常是需要在控制的代码段中抛出的：

if (...)
{
   throw x;
}

这样，就会在上面的代码中捕获这里throw的结果对象。下面看一个完整的例子：

#include <iostream>
#include <vector>
 
int main() {
    try {
        std::cout << "Throwing an integer exception...\n";
        throw 42;
    } catch (int i) {
        std::cout << " the integer exception was caught, with value: " << i << '\n';
    }
 
    try {
        std::cout << "Creating a vector of size 5... \n";
        std::vector<int> v(5);
        std::cout << "Accessing the 11th element of the vector...\n";
        std::cout << v.at(10); // vector::at() throws std::out_of_range
    } catch (const std::exception& e) { // caught by reference to base
        std::cout << " a standard exception was caught, with message '"
                  << e.what() << "'\n";
    }
 
}

在c++，异常的处理是有顺序的，一般会按照控制的具体情况逐渐向上扩展，即最精确-精确-较精确-模糊-主程序，其实也就是栈处理的顺序，越靠前的越先处理。所以在编写异常控制时，尽量也要照这个顺序来编写控制代码，以方便快速定位到相关的错误点。否则随便搞出一个异常控制了，对研判程序的错误定位没啥帮助，那这个异常控制的目的就没有了。

try {
    f();
} catch (const std::overflow_error& e) {
    // this executes if f() throws std::overflow_error (same type rule)
} catch (const std::runtime_error& e) {
    // this executes if f() throws std::underflow_error (base class rule)
} catch (const std::exception& e) {
    // this executes if f() throws std::logic_error (base class rule)
} catch (...) {
    // this executes if f() throws std::string or int or any other unrelated type
}

异常可以抛出对象也可能抛出基础类型，需要说明的是，如果是对象，其类必须是可复制的，切记。异常同样可以嵌套，目的和不嵌套没有什么不同。在一个Catch捕获一个异常后，如果觉得没有啥用，可以向外继续抛出这个异常。如果所有的异常都没有被程序自己捕获，最终会调用std::terminate()这个函数来处理。也就是前头提到的那个顺序表述。调用这个函数后，就不要再想费尽心机的想怎么办了。老实挂掉就可以了，虽然有一些小技巧可以使用，基本不推荐了，也就是说，不要再妄想恢复程序了。

三、c++17中对异常的处理

以前在面试中，经常会有人问下面的问题，在构造和析构函数中如果发生异常怎么办？有兴趣可以查查怎么办。但在c++17中，析构函数默认是noexcept，也就是说不会抛出异常。如果知道某个函数不会出现异常，或者干脆不想抛出异常，可以在函数中增加这个关键字：

int MyFunction(int args) noexcept
{
......
}

这个关键字不错，可以在实际工程上搞一搞。在c++17还可以显示动态列出异常：

void f() throw(int); // OK: function declaration
void (*pf)() throw (int); // OK: pointer to function declaration
void g(void pfa() throw(int)); // OK: pointer to function parameter declaration
typedef int (*pf)() throw(int); // Error: typedef declaration

四、标准库的异常

如同所有的语言一样，c++在标准库中也封装了std::exception这个异常类，其它有不少都继承这个类，如下图：

有了标准的异常，就可以直接使用，如果不太符合自己的应用，还可以继承它，在相关的函数中完善并再次应用：

class MyException:public std::exception
{
public:
   MyException(std::string_view sv = "my test exception!")
private:
   std::string s_ = "";
};

实践出真知！

五、总结

总之，在C/C++中，不推荐使用异常控制机制，这话可是大牛们说的。有一些异常，比如指针越界，只有等到释放内存时才会崩溃，异常根本也控制不住。所以在c++中，异常有点鸡肋的感觉。还不如学C，用好返回值做处理。c++中还有一个特点，一旦产生异常，大概率下整个线程甚至进程就挂了。所以对这些异常的处理，往往也起不到其它语言中的作用。这也是c++难的一个原因.
另外一个问题是，异常控制住，那么异常带来的资源管理怎么办？该不该释放还是要继续保持，这需要好好的根据上下文斟酌。c++中的RAII机制，就是一个不错的选择，包括智能指针，但程序毕竟是人写的，还是要小心。
好好把代码写好，才是王道。