C++異常處理try-catch語句

一、異常概述

異常是指程序執行時出現的意外或異常情況，如除數為0，文件不存在等。這些異常導致程序無法正常執行，甚至崩潰。C++中提供了異常處理機制，能夠在程序出現異常時進行捕獲和處理，讓程序更加健壯。

二、異常處理語句

C++中使用try-catch語句進行異常處理，通過捕獲異常並在catch語句中進行相應處理，使程序在出現異常時能夠繼續執行。

    try {
        // 可能出現異常的代碼塊
    } catch (ExceptionType e) {
        // 異常處理代碼
    }

try語句塊中包含可能會拋出異常的代碼，當異常被拋出時，程序會跳轉到catch語句中進行異常處理。ExceptionType為自定義類型，捕獲指定類型的異常。catch語句可以有多個，分別處理不同類型的異常。

三、自定義異常

C++中可以自定義異常類型，用於區分不同的異常情況。自定義異常需要繼承自std::exception類，並重載其what()方法，返回異常的描述信息。

    class CustomException : public std::exception {
    public:
        const char* what() const throw() {
            return "This is a custom exception";
        }
    };

在程序中拋出自定義異常：

    try {
        throw CustomException();
    } catch (std::exception& e) {
        std::cout << e.what() << std::endl; // 輸出異常描述信息
    }

四、異常傳遞

異常可以在函數間傳遞，用於在高層調用函數中處理異常。當函數中出現異常，程序跳轉到調用函數中進行異常處理，繼續將異常傳遞給調用函數，直到異常被處理或程序終止。

    void func1() {
        try {
            func2(); // 調用函數2
        } catch (std::exception& e) {
            std::cout << e.what() << std::endl;
            throw; // 拋出異常
        }
    }
    void func2() {
        throw CustomException(); // 拋出自定義異常
    }

在程序中調用函數1：

    try {
        func1(); // 調用函數1
    } catch (std::exception& e) {
        std::cout << e.what() << std::endl;
    }

五、異常安全

在程序中，異常可能會導致資源沒有釋放或部分釋放，造成資源泄露或錯誤。為了避免這種情況，可以使用異常安全的代碼。

異常安全的代碼分為三個級別，分別為：

• 基本異常安全（Basic exception safety）：不會泄露資源，但程序狀態可能已被修改。
• 強異常安全（Strong exception safety）：程序狀態和資源都不會發生改變。
• 不拋出異常保證（No-throw guarantee）：不會發生異常。

為了實現強異常安全，可以使用RAII（資源獲取即初始化）技術，將資源的分配和釋放放在同一個類中進行，通過構造函數和析構函數來實現自動化管理。在異常發生時，調用析構函數自動釋放資源。

    class Test {
    private:
        int* ptr;
    public:
        Test() {
            ptr = new int;
        }
        ~Test() {
            delete ptr;
        }
    };

在程序中使用RAII：

    void func() {
        Test t; // RAII資源管理類
        // 可能拋出異常的代碼
    }

六、總結

通過C++異常處理機制，能夠讓程序在出現異常時進行捕獲和處理，提高程序的健壯性。通過自定義異常類型和異常傳遞，能夠進行更加詳細的異常處理。在編寫代碼時，需要考慮到異常安全，避免資源泄露和錯誤。