- 1.C语言传统的处理错误的方式
- 2.C++异常概念
- 3. 异常的使用
- 3.1 异常的抛出和捕获
- 3.2 异常的重新抛出()
- 3.3异常安全
- 3.4异常规范
- 4.自定义异常体系
- 5.C++标准库的异常体系(了解)
- 6.异常的优缺点
- C++异常的优点:
- C++异常的缺点:
- 总结
传统的处理错误的机制:
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终止程序，如assert，缺陷：用户难以接受。如发生内存错误，除0错误时就会终止程序,无法继续运行。
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返回错误码，缺陷：需要程序员通过错误码自己去查找手册对应的错误信息。如系统的很多库的接口函数都是通过把错误码 放到errno中，表示错误;
实际中C语言基本都是使用返回错误码的方式处理错误，部分情况下使用终止程序处理非常严重的错误。
异常是一种处理错误的方式，当一个函数发现自己无法处理的错误时就可以抛出异常，让函数的直接或间接 的调用者处理这个错误。 (可以显示详细错误信息，调用栈信息等，对比于C语言的错误码大大方便了使用)
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throw: 当问题出现时，程序会抛出一个异常。这是通过使用 throw 关键字来完成的。
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catch: 在您想要处理问题的地方，通过异常处理程序捕获异常.catch 关键字用于捕获异常，可以有多 个catch进行捕获。
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try: try 块中的代码标识将被激活的特定异常,它后面通常跟着一个或多个 catch 块。
如果有一个块抛出一个异常，捕获异常的方法会使用 try 和 catch 关键字。try 块中放置可能抛出异常的代 码，try 块中的代码被称为保护代码。使用 try/catch 语句的语法如下所示：
try
{
// 保护的标识代码
}catch( ExceptionName e1 )
{
// catch 块
}catch( ExceptionName e2 )
{
// catch 块
}catch( ExceptionName eN )
{
// catch 块
}
3. 异常的使用
3.1 异常的抛出和捕获
异常的抛出和匹配原则：
- 异常是通过抛出对象而引发的，该对象的类型决定自底向上激活哪个catch的处理代码;
- catch捕获的对象类型必须和throw抛出的对象类型完全匹配(除了下面3.切片这个例外！);
- catch设置成基类对象，可以捕获派生类对象(切片)这点非常重要，规范了异常的抛出和捕获操作;
- catch(…)可以捕获任意类型的异常，防止某个异常未被捕获导致程序结束;
#includeusing namespace std; double Division(int a, int b)//模拟的除法函数; { // 当b == 0时(除0情况)抛出异常 if (b == 0) throw "Division by zero condition!"; else return ((double)a / (double)b); } void Func() { int len, time; cin >> len >> time; cout << Division(len, time) << endl; } int main() { try { Func(); } catch (const char* errmsg)//这里捕获抛出对象const char* 则捕获到了Division抛出的const char* { cout << errmsg << endl; } catch (...) //防止某种类型的异常未被捕获而导致程序推出; { cout << "unkown exception" << endl; } return 0; }
运行结果(4/0)
如果去掉下段代码
catch (const char* errmsg)//这里捕获抛出对象const char* 则捕获到了Division抛出的const char*
{
cout << errmsg << endl;
}
则除0异常没有对应确定类型的捕获，则该异常会被catch (…)任意异常类型捕获，若无catch (…)捕获，则程序会退出;
有catch (…)捕获：
无catch (…)捕获：
eg：这里的throw抛出异常对象可以理解为函数传参，生在上一层成临时对象–再销毁该栈帧对象，若被某上层catch捕获到并且处理完，则该临时对象被销毁，程序从处理完成异常的位置继续向后运行;
3.2 异常的重新抛出()如遇到下列情况 抛出除0异常会导致堆上new的array未被delete 可能导致内存泄漏等问题:
#includeusing namespace std; double Division(int a, int b) { // 当b == 0时抛出异常 if (b == 0) { throw "Division by zero condition!"; } return (double)a / (double)b; } void Func() { // 这里可以看到如果发生除0错误抛出异常，另外下面的array没有得到delete释放。 // 所以这里捕获异常后并不处理异常，异常还是交给外面处理，这里捕获了再 重新抛出去。 int* array = new int[10]; try { int len, time; cin >> len >> time; cout << Division(len, time) << endl; } catch (...) { cout << "delete []" << array << endl; delete[] array;//抛异常情况下array delete位置 throw;// 捕获到什么(...)，就继续抛出什么 } //... cout << "delete []" << array << endl; delete[] array;//正常情况下array delete位置 } int main() { try { Func(); } catch (const char* errmsg) { cout << errmsg << endl; } catch (...) { cout << "unkown exception" << endl; } return 0; }
运行结果
3.3异常安全- 构造函数完成对象的构造和初始化，最好不要在构造函数中抛出异常，否则可能导致对象不完整或没有 完全初始化
- 析构函数主要完成资源的清理，最好不要在析构函数内抛出异常，否则可能导致资源泄漏(内存泄漏、句 柄未关闭等)
- C++中异常经常会导致资源泄漏的问题（eg:上面代码情况），比如在new和delete中抛出了异常，导致内存泄漏，在lock和 unlock之间抛出了异常导致死锁，C++经常使用RAII来解决以上问题，关于RAII我们智能指针部份进行讲解。
- 异常规格说明的目的是为了让函数使用者知道该函数可能抛出的异常有哪些(方便其准备好在调用层进行接收)。 可以在函数的后面接 throw(类型)，列出这个函数可能抛掷的所有异常类型。
- 函数的后面接throw()，表示函数不抛异常。
- 若无异常接口声明，则此函数可以抛掷任何类型的异常。(调用者可以针对接收异常了)
// 这里表示这个函数会抛出A/B/C/D中的某种类型的异常 void fun() throw(A，B，C，D); // 这里表示这个函数只会抛出bad_alloc的异常 void* operator new (std::size_t size) throw (std::bad_alloc); // 这里表示这个函数不会抛出异常 void* operator new (std::size_t size, void* ptr) throw();
但这也只是一个规范，并不是C++强制行为，所以还是有编写者不按规范，造成使用者不便;
4.自定义异常体系实际使用中很多公司都会自定义自己的异常体系进行规范的异常管理，因为一个项目中如果大家随意抛异 常，那么外层的调用者基本就没办法玩了，所以实际中都会定义一套继承的规范体系。这样大家抛出的都是继承的派生类对象，捕获对象设置为同一个excption基类就可以了;统一处理方便了捕获，并且借助多态技术也可以实现区分操作;
#includeusing namespace std; // 服务器开发中通常使用的异常继承体系 //异常基类 class Exception { public: Exception(int errid, const char* errmsg) : _errid(errid) , _errmsg(errmsg) {} virtual string what() const//catch处理时可以调用What()虚函数显示异常详细信息，同时virtual实现多态; { return _errmsg; } protected: string _errmsg; int _errid; }; //sql语句异常 class SqlException : public Exception { public: SqlException(int errid, const char* errmsg, const char* sql = "") :Exception(errid, errmsg)//初始异常基类的两个基本信息; , _sql(sql) {} virtual string what() const { string msg = "SqlException:"; msg += _errmsg; msg += " sql:"; msg += _sql; return msg; } private: string _sql; }; //缓存区异常 class CacheException : public Exception { public: CacheException(int errid, const char* errmsg, const char* cache = "") :Exception(errid, errmsg)//初始异常基类的两个基本信息; , _cache(cache) {} virtual string what() const { string msg = "CacheException:"; msg += _errmsg; msg += _cache; return msg; } private: string _cache; }; void f1() { 输入0进入异常处理 int i; cin >> i; if (i == 0) { throw CacheException(1, "数据不存在", "index outof range"); } } void f2() { int i; cin >> i; if (i == 0) { throw SqlException(1, "数据库查询失败", "select * from t_student"); } } int main() { try { f1(); f2(); } catch (const Exception& e) // 这里捕获父类对象就可以 { // 实现一个多态 cout << e.what() << endl; } catch (...) { cout << "Unkown Exception" << endl; } return 0; }
运行结果
输入0 1(CacheException)
输入1 0(SqlException)
5.C++标准库的异常体系(了解)C++ 提供了一系列标准的异常，定义在 中，我们可以在程序中使用这些标准的异常。它们是以父子类层次结 构组织起来的，如下所示：
C++标准异常库的使用
int main()
{
try {
vector v(10, 5);
// 这里如果系统内存不够也会抛异常
//v.reserve(1000000000);
// 这里越界会抛异常
v.at(10) = 100;
}
catch (const exception& e) // 这里捕获父类对象就可以
{
cout << e.what() << endl;
}
catch (...)
{
cout << "Unkown Exception" << endl;
}
return 0;
}
说明：实际中我们可以可以去继承exception类实现自己的异常类。但是实际中很多公司像上面一样自己定义 一套异常继承体系。因为C++标准库设计的不够好用;
6.异常的优缺点 C++异常的优点:- 异常对象(excption的派生类)定义好了，相比错误码的方式可以清晰准确的展示出错误的各种信息，甚至可以包含堆栈调用 的信息，这样可以帮助更好的定位程序的bug。
- 返回错误码的传统方式有个很大的问题就是，在函数调用链中，深层的函数返回了错误码，那么我们得层层返回错误，最外层才能拿到错误码，然后查手册处理，而异常直接跳到最近上层捕获的地方了，方便找出错误;
- 很多的第三方库都包含异常，比如boost、gtest、gmock等等常用的库，那么我们使用它们则也需要配合它们使用异常。
- 部分需要拿到返回值使用的函数，就不方便再返回错误码了，内部直接抛异常方便很多;
- 异常会导致程序的执行流乱跳，并且非常的混乱，并且是运行时出错抛异常就会乱跳。这会导致我们跟踪调试时以及分析程序时比较困难(本来单步调试，突然遇到错误跳到捕获层了影响了调试单步走的过程)。
- 异常会有一些性能的开销。当然在现代硬件速度很快的情况下，这个影响基本忽略不计。
- C++没有垃圾回收机制，资源需要自己管理。有了异常非常容易导致内存泄漏、死锁等异常安全问题。(RALL智能指针可以处理一下)
- . C++标准库的异常体系定义得不好，导致大家各自定义各自的异常体系，非常的混乱;
异常总体而言，利大于弊，所以工程中我们还是鼓励使用异常的。另外面向对象的语言基本都是用异常处理错误，这也可以看出这是大势所趋。
