跟我学C++中级篇—合理的使用异常

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于 2025-10-13 18:56:18 首次发布

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一、异常

异常，就是不正常。说句直白的，就是程序的运行结果不在预期的结果范围内。在前面的相关分析中，个人的观点是严格限定使用异常。因为在C++这种编程语言中，对异常相关信息的处理有各种的限定条件：

兼容性和可移植性
C++应用的不同平台（Linux、Windows等）、不同编译器特别是不同硬件平台上细节兼容性的处理，都使得异常的应用受到限制。特别是C++和C语言经常混合编程，而C语言不存在异常机制，所以异常机制在这种场景下几乎难于展开应用
性能开销
异常机制处理的复杂性往往导致程序整体性能上的降低，而这个恰恰是C++应用的重点
异常编程和维护的复杂度
为了保证异常出现后的整体的资源安全性，就需要开发者通盘考虑，增加了开发者的负担；同时，异常机制会引入相关的异常信息，这会导致编译后整体目标的大小增加，这在一些特定的场景下，无法被接受
错误处理的兼容性
开发者都知道，在C++应用的场景中，错误和异常处理的机制非常多，开发者往往是混合在一起应用，这就导致了异常机制的全面铺开有了限制
结果的确定性
在C++应用的某些场景下，其要求结果必须返回准确的结果，从而保证程序运行的稳定性进而保障系统整体运行的稳定性，但异常却无法保证这种情况

通过上面的分析，其实大家很容易理解为什么在C++语言中异常机制并没有被普遍应用的原因。当然，异常机制在C++中目前的争议非常大。作为一种过渡语言，往往希望有高级语言的特性又想着兼容低级语言的特性。所以，C++中异常机制有争议是必然的结果。

二、异常的应用

那么在什么情况下可以考虑使用异常机制呢？

业务层应用
比如在上层的业务操作中，有机会的尽量可能使用异常机制；在单纯C++应用中的数据库处理应用中；对性能要求不高的应用场景等等。相反，在一些底层的逻辑特别是与系统交互的模块中，就要尽量避免使用异常机制
内存应用的场景
比如内存的越界甚至是OOM等，用异常可更清楚的表述相关信息
其它特定场景
如上层UI开发，相关库提供了异常机制等等。

另外可以通过下面的原则来控制使用异常机制：

降低异常处理的范围大小
也就是降低异常控制范围的颗粒度，不能大而化之的把整体的业务都try…catch中去
合理的利用异常开发
这个意思就是说即使可以使用异常机制也不能随意的使用，比如在循环中如何使用try catch机制，如何正确的匹配throw和catch等等。而一般对文件操作就不建议使用异常机制（这也得看调用的平台是否提供了何种机制）
封闭异常控制范围
即解决好异常控制的边界，不能将异常无限制的应用，特别是跨设计单元（如层、模块等等）的范围

三、例程

根据前面的分析说明，看一下相关的例程：

#include <iostream>
#include <stdexcept>
void noExceptionTest() noexcept { std::cout << "Will not cause any exception!" << std::endl; }
void testException(int value) {
  if (value < 10) {
    throw std::invalid_argument("num less than 10");
  }
  if (value > 10) {
    throw std::out_of_range("num greater than 10");
  }
  std::cout << "cur value is: " << value << std::endl;
}

int main() {
  try {
    testException(3);  // exception
    testException(16); // Cannot run to this location
  } catch (const std::invalid_argument &e) {
    std::cout << "exception caused by 3 : " << e.what() << std::endl;
  } catch (const std::out_of_range &e) {
    std::cout << "caused by 16: " << e.what() << std::endl;
  } catch (const std::exception &e) {
    std::cout << "std exception: " << e.what() << std::endl;
  } catch (...) {
    std::cout << "Unknown exception." << std::endl;
  }

  return 0;
}