C++異常處理：遇到錯誤時如何優雅地退出程序

在C++開發中，無論是開發桌面應用還是嵌入式系統，異常處理都是必不可少的一部分。異常處理機制能夠幫助程序員在程序出現異常錯誤時，優雅地退出程序，並且釋放已經佔用的資源，避免造成系統的崩潰和其他不可預知的影響。

一、try-catch塊

C++異常處理機制的核心是try-catch塊。try塊中的代碼可能會拋出異常，當異常被拋出時，catch塊將捕獲異常並處理。

try {
    // 可能會拋出異常的代碼
} catch (ExceptionType1 ex1) {
    // 處理ExceptionType1 異常
} catch (ExceptionType2 ex2) {
    // 處理ExceptionType2 異常
} catch (...) {
    // 處理所有其他類型的異常
}

在上面的try-catch塊中，try塊中的代碼可能會拋出異常，當拋出異常時，如果它與catch塊中的任何一個異常類型匹配，則相應的catch塊將被執行。最後一個catch塊不需要指定異常類型，因為它會處理所有未被前面的catch塊處理的異常。

二、自定義異常類型

在C++中，可以自定義異常類型，這樣可以更好地組織代碼，並更好地處理異常。

class MyException: public exception {
public:
    const char * what() const throw() {
        return "MyException happened";
    }
};

在上面的代碼中，我們自定義了一個名為MyException的異常類型，它繼承自C++標準庫中的exception類。我們重寫了what()方法來設置異常消息。當我們拋出這個MyException類型的異常時，可以在catch塊中使用what()方法來獲得異常消息。

try {
    throw MyException();
} catch (MyException& ex) {
    cout << "Caught " << ex.what() << endl;
}

在上面的代碼中，我們通過throw語句拋出了一個MyException類型的異常。catch塊捕獲並處理了這個異常，使用了MyException類中定義的what()方法獲取了異常消息並列印到控制台上。

三、異常安全

在C++開發中，異常安全是一個至關重要的概念。當程序拋出異常時，需要確保已經分配和佔用的資源能夠被釋放，以避免造成程序崩潰等嚴重後果。

C++標準庫提供了一些與異常安全相關的概念，其中一個重要的概念是RAII(Resource Acquisition Is Initialization)。RAII依賴於對象生命周期的自動管理，將資源分配和釋放的責任交給構造函數和析構函數。當對象被析構時，資源將被自動釋放。

以下是使用RAII實現異常安全的示例代碼：

class FileHandler {
public:
    FileHandler(const string& filename) {
        file_.open(filename);
        if (!file_) {
            throw runtime_error("Failed to open file");
        }
    }
    
    ~FileHandler() {
        if (file_.is_open()) {
            file_.close();
        }
    }
    
    void write(const string& content) {
        if (!file_.is_open()) {
            throw runtime_error("File not open");
        }
        file_ << content;
    }
    
private:
    ofstream file_;
};

void write_to_file(const string& filename, const string& content) {
    FileHandler fh(filename);
    fh.write(content);
}

在上面的代碼中，我們使用FileHandler類來封裝文件操作，並使用write_to_file函數來調用write方法寫入文件。如果在打開文件時發生錯誤，則FileHandler的構造函數將拋出一個runtime_error類型的異常，並且文件句柄將被正確關閉。

四、退出程序

在C++開發中，當程序出現嚴重錯誤時，需要使用一種優雅的方式退出程序，這可以通過調用exit函數來實現。exit函數將觸發程序的終止操作，並將返回碼傳遞給操作系統。

#include <cstdlib>

void error_exit() {
    cout << "Serious error happened, exiting program..." << endl;
    exit(1);
}

在上面的示例代碼中，我們定義了一個錯誤退出函數error_exit，當出現嚴重錯誤時，可以調用該函數以優雅地退出程序。