try 块和异常处理（c++primer）

最新推荐文章于 2022-02-28 17:15:38 发布

fpf880821

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分类专栏： c++ 文章标签： c++ 异常处理 exception

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本文深入探讨了 C++ 中的异常处理机制，包括如何使用 throw 表达式引发异常，try 块如何捕获并处理这些异常，以及常见异常类如 runtime_error 的应用。通过具体实例，展示了如何在程序中有效地管理错误和异常情况。

摘要生成于 C知道，由 DeepSeek-R1 满血版支持，前往体验 >

异常机制提供程序中错误检测与错误处理部分之间的通信。C++ 的异常处理中包括：

throw 表达式，错误检测部分使用这种表达式来说明遇到了不可处理的错误。可以说，throw 引发了异常条件。
try 块，错误处理部分使用它来处理异常。try 语句块以 try 关键字开始，并以一个或多个 catch 子句结束。在 try 块中执行的代码所抛出（throw）的异常，通常会被其中一个 catch 子句处理。由于它们“处理”异常，catch 子句也称为处理代码。

由标准库定义的一组异常类，用来在 throw 和相应的 catch 之间传递有关的错误信息。

`throw` 表达式

回顾将两个 Sales_item 类型对象相加的程序，就是一个简单的例子。该程序检查读入的记录是否来自同一本书。如果不是，就输出一条信息然后退出程序。

     Sales_item item1, item2;
     std::cin >> item1 >> item2;
     // first check that item1 and item2 represent the same book
     if (item1.same_isbn(item2)) {
         std::cout << item1 + item2 << std::endl;
         return 0; // indicate success
     } else {
         std::cerr << "Data must refer to same ISBN"
                   << std::endl;
         return -1; // indicate failure
     }

在使用 Sales_items 的更简单的程序中，把将对象相加的部分和负责跟用户交互的部分分开。在这个例子中，用 throw 抛出异常来改写检测代码：

     // first check that data is for the same item
     if (!item1.same_isbn(item2))
         throw runtime_error("Data must refer to same ISBN");
     // ok, if we're still here the ISBNs are the same
     std::cout << item1 + item2 << std::endl;

这段代码检查 ISBN 对象是否不相同。如果不同的话，停止程序的执行，并将控制转移给处理这种错误的处理代码。

throw 语句使用了一个表达式。在本例中，该表达式是 runtime_error 类型的对象。runtime_error 类型是标准库异常类中的一种，在 stdexcept 头文件中定义。在后续章节中很快就会更详细地介绍这些类型。我们通过传递 string 对象来创建 runtime_error 对象，这样就可以提供更多关于所出现问题的相关信息。

`try` 块

try 块的通用语法形式是：

     try {
         program-statements
     } catch (exception-specifier) {
         handler-statements
     } catch (exception-specifier) {
         handler-statements
     } //...

try 块以关键字 try 开始，后面是用花括号起来的语句序列块。try 块后面是一个或多个 catch 子句。每个 catch 子句包括三部分：关键字 catch，圆括号内单个类型或者单个对象的声明——称为异常说明符，以及通常用花括号括起来的语句块。如果选择了一个 catch 子句来处理异常，则执行相关的块语句。一旦 catch 子句执行结束，程序流程立即继续执行紧随着最后一个 catch 子句的语句。

try 语句内的 program-statements 形成程序的正常逻辑。这里面可以包含任意 C++ 语句，包括变量声明。与其他块语句一样，try 块引入局部作用域，在 try 块中声明的变量，包括 catch 子句声明的变量，不能在 try 外面引用。

在前面的例子中，使用了 throw 来避免将两个表示不同书的 Sales_items 对象相加。想象一下将 Sales_items 对象相加的那部分程序与负责与用户交流的那部分是分开的，则与用户交互的部分也许会包含下面的用于处理所捕获异常的代码：

     while (cin >> item1 >> item2) {
         try {
             // execute code that will add the two Sales_items
             // if the addition fails, the code throws a runtime_error exception
         } catch (runtime_error err) {
             // remind the user that ISBN must match and prompt for another pair
             cout << err.what()
                  << "\nTry Again? Enter y or n" << endl;
             char c;
             cin >> c;
             if (cin && c == 'n')
                 break;     // break out of the while loop
         }
     }

关键字 try 后面是一个块语句。这个块语句调用处理 Sales_item 对象的程序部分。这部分也可能会抛出 runtime_error 类型的异常。

上述 try 块提供单个 catch 子句，用来处理 runtime_error 类型的异常。在执行 try 块代码的过程中，如果在 try 块中的代码抛出 runtime_error 类型的异常，则处理这类异常的动作在 catch 后面的块语句中定义。本例中，catch 输出信息并且询问用户是否继续进行异常处理。如果用户输入'n'，则结束 while；否则继续循环，读入两个新的 Sales_items 对象。

通过输出 err.what() 的返回值提示用户。大家都知道 err 返回 runtime_error 类型的值，因此可以推断出 what 是 runtime_error 类的一个成员函数（1.5.2 节）。每一个标准库异常类都定义了名为 what 的成员函数。这个函数不需要参数，返回 C 风格字符串。在出现 runtime_error 的情况下，what 返回的 C 风格字符串，是用于初始化 runtime_error 的 string 对象的副本。如果在前面章节描述的代码抛出异常，那么执行这个 catch 将输出。

     Data must refer to same ISBN
     Try Again? Enter y or n

在 `<stdexcept>` 头文件中定义的标准异常类

`exception`	最常见的问题。
`runtime_error`	运行时错误：仅在运行时才能检测到问题
`range_error`	运行时错误：生成的结果超出了有意义的值域范围
`overflow_error`	运行时错误：计算上溢
`underflow_error`	运行时错误：计算下溢
`logic_error`	逻辑错误：可在运行前检测到问题
`domain_error`	逻辑错误：参数的结果值不存在
`invalid_argument`	逻辑错误：不合适的参数
`length_error`	逻辑错误：试图生成一个超出该类型最大长度的对象
`out_of_range`	逻辑错误：使用一个超出有效范围的值

new头文件定义了 bad_alloc 异常类型，提供因无法分配内在而由 new抛出的异常。

type_info 头文件定义了 bad_cast 异常类型。

标准库异常类

标准库异常类只提供很少的操作，包括创建、复制异常类型对象以及异常类型对象的赋值。 exception、bad_alloc 以及 bad_cast 类型只定义了默认构造函数，无法在创建这些类型的对象时为它们提供初值。其他的异常类型则只定义了一个使用 string 初始化式的构造函数。当需要定义这些异常类型的对象时，必须提供一想 string 参数。string 初始化式用于为所发生的错误提供更多的信息。

异常类型只定义了一个名为 what 的操作。这个函数不需要任何参数，并且返回 const char* 类型值。它返回的指针指向一个 C 风格字符串。使用 C 风格字符串的目的是为所抛出的异常提出更详细的文字描述。

what 函数所返回的指针指向 C 风格字符数组的内容，这个数组的内容依赖于异常对象的类型。对于接受 string 初始化式的异常类型，what 函数将返回该 string 作为 C 风格字符数组。对于其他异常类型，返回的值则根据编译器的变化而不同。