学习C++异常处理从入门到精通

异常处理是C++中一种处理程序无法正常执行的种种情况的机制，包括但不限于硬件和软件出错、内存访问冲突、数据类型不匹配等各种异常情况。 C++异常处理是一种强大的功能，掌握它可以大大提高代码的稳定性和可靠性。本文将会带您从C++异常的起源开始，包括一些基础概念，一些常见的术语和一些实例，带给您一份细致入微的C++异常处理启蒙指南。

一、异常处理的基础概念

在学习C++异常处理之前，我们先了解一下什么是异常，以及异常处理的一些相关基础概念。

1. 异常是什么？

异常是指在程序运行时发生的错误，导致了程序无法正常执行的各种情况，如：硬件故障、不足的内存、空指针、文件无法打开等。如果程序在出现这些异常情况时不能进行正确地处理，就会产生非预期的结果。异常处理就是为了解决这个问题而产生的。

2. 异常处理的基本原则

异常处理有三个基本原则：抛出、捕获和处理。

– 抛出：表示程序出现异常，需要将其传递给外部程序进行处理。
– 捕获：表示程序能够识别并处理这些异常。
– 处理：表示程序能够处理这些异常并做出适当的反应。

3. 异常处理的优点

C++异常处理的优点主要体现在以下几个方面：

– 向程序员提供了优美的处理程序的机制，使得程序变得更加健壮和可靠。
– 异常处理使得程序的流程更加清晰，让程序员能够更加专注于代码的核心逻辑，而不用去处理琐碎的异常情况。
– 异常处理使异常检测和处理的逻辑与代码的核心职责相分离，代码更加易读和易于维护。

二、C++异常处理的语法

C++异常处理的语法包括三个重要的关键字：try、catch 和 throw。

– try 块：
所有可能抛出异常的代码块必须被放置在 try 块中，以检查异常并捕获它们。

– catch 块：
当 try 块中抛出异常时，catch 块捕获它并进行处理。每个 catch 块处理一个特定类型的异常，可以有多个 catch 块执行，每个 catch 块处理对应的不同特定异常类型。

捕获的语法如下：

“`
try {
// 一些可能抛出异常的代码
}
catch (ExceptionType1 e1) {
// 处理 ExceptionType1 类型的异常
}
catch (ExceptionType2 e2) {
// 处理 ExceptionType2 类型的异常
}
…
“`

– Throw 语句：
当程序出现异常时，需要将其传递给 try 块，这可以通过 throw 语句来实现。

throw 的语法如下：

“`
throw ExceptionTypeName(variable);
“`

一个能够捕获异常的完整案例如下：

#include 

using namespace std;

int main() {
    try {
        int a = 10, b = 0;
        if (b == 0) {
            throw "除数为零异常。";
        }
        int c = a / b;
        cout << c << endl;
    } catch (const char* msg) {
        cerr << msg << endl;
    }
    return 0;
}

三、异常处理的实例

1. 使用自定义异常类处理异常

C++提供了许多内置的异常类型，但也可以定义自己的异常类型来满足特定的需求。下面的程序使用自定义的异常类 DivideByZeroException 来处理除数为零的情况。

#include 
#include 

using namespace std;

class DivideByZeroException : public exception {
public:
    const char* what() const throw() {
        return "异常：除数为零!";
    }
};

int main() {
    try {
        int a = 10, b = 0;
        if (b == 0) {
            throw DivideByZeroException();
        }
        int c = a / b;
        cout << c << endl;
    } catch (exception& e) {
        cerr << e.what() << endl;
    }
    return 0;
}

2. 异常链

在一个块中捕获异常并抛出另一个异常，使得异常能够在被抛出的过程中包裹收到。

#include 
#include 

using namespace std;

void funcA() throw(int) {
    throw 1;
}

void funcB() throw(int) {
    try {
        funcA();
    }
    catch (int) {
        throw;
    }
}

int main() {
    try {
        funcB();
    }
    catch (int i) {
        cout << "异常：" << i << endl;
    }
    return 0;
}

3. 无法处理的异常

如果不处理 throw 的异常，则程序将会终止运行并抛出 std::terminate() 函数。

#include 

int main() {
    try {
        throw 1;
    }
    catch (int) {
        std::cout << "捕获异常。" << std::endl;
    }
    return 0;
}

四、异常处理的最佳实践

在使用C++异常处理的过程中，我们需要注意以下几点：

– 尽可能地避免异常，因为异常的开销很大，会减慢程序的执行速度。
– 尽量小心地编写代码，以避免多种异常，因为不同类型的异常会给程序员带来更多不必要的困扰。
– 为每个异常类型创建一个独立的 catch 语句，这有助于提高程序的可读性和可维护性。
– 在每个 catch 块中，只抛出必要的异常，因为再次抛出 non-const 引用会打破代码的封装性。
– 使用自定义异常类来表示特定类型的异常，这可以使代码的可读性和可维护性更好。
– 在最终块中，释放分配给程序的所有内存资源，并记录日志信息以帮助程序员诊断程序错误。

五、总结

C++异常处理是C++中一个非常重要的主题。异常处理使得程序员能够更加专注于核心逻辑的编写，并提高了程序的健壮性和可靠性。在本文中，我们介绍了异常处理的基本概念、语法、实例和最佳实践，希望对您现有的C++编程知识有所帮助。

原创文章，作者：小蓝，如若转载，请注明出处：https://www.506064.com/n/293172.html