C++異常處理：讓你的程序更加健壯

一、什麼是異常處理

異常是指程序運行期間出現的意外事件。例如，文件不存在、用戶輸入無效或內存不足等。C++異常處理是一種用於捕獲和處理這樣的異常事件的機制，可以讓程序更加健壯。

在C++中，可以使用try-catch語句塊來處理異常。try語句塊中包含可能引發異常的代碼，如果出現異常，則會跳轉到與之匹配的catch語句塊中執行處理。

try {
    //可能引發異常的代碼
} catch (exception_type ex) {
    //異常處理代碼
}

其中，exception_type表示異常類型，可以是任何類型，如整數、字符、指針或自定義類型。在catch語句塊中，可以根據異常類型來執行相應的處理。

二、如何使用異常處理

C++標準庫中定義了一組異常類，表示可能導致程序中斷的各種事件。例如：

• std::apecial_argument：參數無效
• std::bad_alloc：內存分配失敗
• std::runtime_error：運行時錯誤
• std::out_of_range：數組越界

當C++程序出現錯誤時，通常會拋出這些異常類中的一個。程序員可以適當地處理這些異常，以保證程序的正常運行。

例如，可以使用異常處理程序來處理數組越界的情況：

int main () {
    int arr[5] = {1, 2, 3, 4, 5};
    try {
        for (int i = 0; i = 5) {
                throw std::out_of_range("數組下標越界");
            }
            std::cout << arr[i] << " ";
        }
    } catch (std::out_of_range &ex) {
        std::cout << ex.what();
    }
    return 0;
}

在上面的示例代碼中，我們通過throw語句手動拋出了一個std::out_of_range異常，表示數組下標越界。在catch語句塊中，我們通過ex.what()方法獲取異常信息，將異常信息輸出到標準輸出流中。執行以上代碼，輸出為：「數組下標越界」。

三、建立自己的異常類

在程序開發過程中，有時可能需要定義自己的異常類，以便更好地處理自定義異常。例如，我們可以定義一個表示找不到文件的異常類：

class FileNotFound : public std::runtime_error {
public:
    FileNotFound(const std::string &msg) : std::runtime_error(msg) {}
};

在上面的代碼中，我們定義了一個FileNotFound異常類，它是從std::runtime_error類派生而來的。該類包含一個msg參數，代表異常信息。

我們可以在程序中使用該異常類：

int main () {
    try {
        throw FileNotFound("找不到文件");
    } catch (FileNotFound &ex) {
        std::cout << ex.what();
    }
    return 0;
}

當程序執行到throw語句時，會拋出一個FileNotFound異常，並包含異常信息「找不到文件」。在catch語句塊中，我們通過ex.what()方法獲取異常信息，將異常信息輸出到標準輸出流中。執行以上代碼，輸出為：「找不到文件」。

四、C++異常處理的注意事項

在使用C++異常處理時，需要注意以下幾點：

• 不要濫用異常處理。異常處理應該用於處理嚴重的錯誤，而不是普通的問題。
• 使用異常處理時，應該保證異常類能夠正確派生。特別是，在多線程環境下，應該考慮異常處理的線程安全性。
• 在聲明函數時，應該聲明拋出異常的類型，以便調用者能夠正確處理異常。

五、總結

C++異常處理是一種用於捕獲和處理異常事件的機制，可以讓程序更加健壯。異常處理通常用於處理嚴重的錯誤，而不是普通的問題。在使用異常處理時，應該保證異常類能夠正確派生，考慮異常處理的線程安全性，並在聲明函數時聲明拋出異常的類型。