C++11中異常處理機制詳解
一、異常的引入
傳統(tǒng)的C語言處理異常的方式有兩種：
1.終止程序：使用assert斷言語句，如果發(fā)生內(nèi)存錯誤等，比如內(nèi)存泄漏或者除0錯誤，都會直接終止程序。
2.返回錯誤碼：通過錯誤碼判斷發(fā)生的異常的類型是什么，如系統(tǒng)的很多庫的接口程序通過把錯誤碼放到errno中，表示錯誤。
在實際中的C語言程序基本都是通過返回錯誤碼的方式來處理錯誤的，部分情況下使用終止程序來處理比較嚴(yán)重的錯誤。
二、C++異常的關(guān)鍵字
目前市面上的大部分的主流語言都是使用異常機制來處理錯誤的，當(dāng)一個函數(shù)發(fā)現(xiàn)自己無法處理一些錯誤的時候會進行拋異常處理，讓函數(shù)直接跳轉(zhuǎn)到捕獲異常的地方去處理異常。
下面介紹C++處理異常的幾個關(guān)鍵字：
throw：當(dāng)問題出現(xiàn)的時候，程序會拋出一個異常，這是通過throw關(guān)鍵字來完成的。
catch：通過異常處捕獲異常，catch塊主要用于處理異常，或者執(zhí)行一些其他的操作。
try：try塊中的代碼標(biāo)識將被激活的特定異常，它的后面一般會跟一個catch塊。
三、異常的拋出與處理規(guī)則
double Disvision(int a, int b)
{
if (b == 0)
{
throw "Disvision by zero condition";
}
else
{
return ((double)a / (double)b);
}
}
void Func()
{
int len, time;
cin >> len >> time;
cout << Disvision(len, time) << endl;
}
int main()
{
try
{
Func();
}
catch(const char* errmsg)
{
cout << errmsg << endl;
}
catch (...)
{
cout << "unkown exception" << endl;
}
return 0;
}當(dāng)向time傳入的值為0的時候，調(diào)用throw拋出異常，catch會捕獲到該異常進行處理。
1.異常是通過拋出對象而引發(fā)的，該對象的類型決定了應(yīng)該激活哪一個catch的處理代碼。
2.被選中的處理代碼是調(diào)用鏈中與該對象類型匹配且離拋出異常位置最近的一個。
在這段程序中，有一個調(diào)用鏈：main()->Func()->Disvision()，在Disvision中拋出異常就會沿著調(diào)用鏈尋找能捕獲異常的catch來執(zhí)行。假設(shè)Func()中有一個與main()中一模一樣的catch函數(shù)，那么除0的異常就會優(yōu)先調(diào)用Func()中的catch，因為它離著最近。
3.catch的異常其實是拋出對象的拷貝，因為真正拋出的對象在出作用域的時候就已經(jīng)被銷毀了，拷貝的對象在catch成功之后也會自動銷毀。
4.catch(…)可以捕獲任意類型的異常，但問題是不知道異常錯誤是什么。
5.實際中拋出和捕獲的匹配原則有一個例外，并不都是類型完全匹配，可以拋出的派生類對象，使用基類捕獲。(要引入多態(tài))
6.當(dāng)catch異常之后，會沿著catch后的子句繼續(xù)執(zhí)行，類似goto，算是異常的一個缺陷。
四、異常缺陷的處理
double Disvision(int a, int b)
{
if (b == 0)
{
throw "Disvision by zero condition";
}
else
{
return ((double)a / (double)b);
}
}
void Func()
{
int* array = new int[10];
int len, time;
cin >> len >> time;
cout << Disvision(len, time) << endl;
delete[] array;//一旦拋出異常，這里就不會被執(zhí)行
}
int main()
{
try
{
Func();
}
catch(const char* errmsg)
{
cout << errmsg << endl;
}
catch (...)
{
cout << "unkown exception" << endl;
}
return 0;
}對于這段代碼而言，一旦Division拋出異常就會立刻執(zhí)行主函數(shù)中的catch，delete釋放內(nèi)存就不會被執(zhí)行。因此我們需要對這種情況進行處理，即在Func中也捕獲一次異常，但是不對異常進行處理，只是釋放空間：
void Func()
{
int* array = new int[10];
int len, time;
cin >> len >> time;
try {
cout << Disvision(len, time) << endl;
}
catch (const char* errmsg)
{
cout << "釋放空間" << endl;
delete[] array;
throw;
}
}
在釋放空間之后，直接調(diào)用throw表示將捕獲到的異常再拋出去。
五、自定義異常體系
class Exception
{
public:
Exception(const string& errmsg, int id)
:_errmsg(errmsg)
, _id(id)
{}
virtual string what() const
{
return _errmsg;
}
protected:
string _errmsg;
int _id;
};
class SqlException : public Exception
{
public:
SqlException(const string& errmsg, int id, const string& sql)
:Exception(errmsg, id)
, _sql(sql)
{}
virtual string what() const
{
string str = "SqlException:";
str += _errmsg;
str += "->";
str += _sql;
return str;
}
private:
const string _sql;
};
class CacheException : public Exception
{
public:
CacheException(const string& errmsg, int id)
:Exception(errmsg, id)
{}
virtual string what() const
{
string str = "CacheException:";
str += _errmsg;
return str;
}
};
class HttpServerException : public Exception
{
public:
HttpServerException(const string& errmsg, int id, const string& type)
:Exception(errmsg, id)
, _type(type)
{}
virtual string what() const
{
string str = "HttpServerException:";
str += _type;
str += ":";
str += _errmsg;
return str;
}
private:
const string _type;
};
void SQLMgr()
{
srand(time(0));
if (rand() % 7 == 0)
{
throw SqlException("權(quán)限不足", 100, "select * from name = '張三'");
}
//throw "xxxxxx";
}
void CacheMgr()
{
srand(time(0));
if (rand() % 5 == 0)
{
throw CacheException("權(quán)限不足", 100);
}
else if (rand() % 6 == 0)
{
throw CacheException("數(shù)據(jù)不存在", 101);
}
SQLMgr();
}
void HttpServer()
{
// ...
srand(time(0));
if (rand() % 3 == 0)
{
throw HttpServerException("請求資源不存在", 100, "get");
}
else if (rand() % 4 == 0)
{
throw HttpServerException("權(quán)限不足", 101, "post");
}
CacheMgr();
}
void ServerStart()
{
while (1)
{
this_thread::sleep_for(chrono::seconds(1));//休眠1s
try {
HttpServer();
}
catch (const Exception& e) // 這里捕獲父類對象就可以
{
// 多態(tài)
cout << e.what() << endl;
}
catch (...)
{
cout << "Unkown Exception" << endl;
}
}
}
int main()
{
ServerStart();
return 0;
}
這里使用隨機數(shù)進行模擬異常的拋出類型，我們使用父類捕獲異常，拋出子類異常，使用多態(tài)調(diào)用子類中的what()函數(shù)。
六、異常規(guī)范
1.異常規(guī)格說明的目的是為了讓函數(shù)使用者知道。可以在函數(shù)的后面接throw類(類型)，列出這個函數(shù)可能拋的所有異常類型。
2.函數(shù)后面接throw()，表示函數(shù)不拋異常。
3.若無異常接口聲明，則此函數(shù)可以拋擲任何類型的異常。
void func() throw(A, B, C, D);//只會拋A/B/C/D中的某種類型的異常 void* operator new(size_t size) throw(bad alloc);//這里表示這個函數(shù)只會拋出bad_alloc的異常 void* operator new(size_t size, void* ptr) throw();//這個函數(shù)不會拋異常
在C++11中，引入了noexception
bool Compare(int x, int y) noexcept(noexcept(x > y)) //C++11
{
return x > y;//表示如果x > y不發(fā)生異常，則Compare函數(shù)不會發(fā)生異常。
}
七、異常安全
構(gòu)造函數(shù)完成對象的初始化，最好不要在構(gòu)造函數(shù)中拋異常，否則可能導(dǎo)致對象不完整，或沒有完全初始化。
析構(gòu)函數(shù)主要完成資源的清理，最好不要在析構(gòu)函數(shù)中拋異常，否則可能導(dǎo)致資源泄漏(內(nèi)存泄漏，句柄未關(guān)閉)。
C++異常經(jīng)常會導(dǎo)致資源泄漏的問題，比如在new和delete中拋出了異常，導(dǎo)致內(nèi)存泄漏，在lock和unlock之間拋出了異常導(dǎo)致死鎖，C++經(jīng)常使用RAII來解決以上問題，關(guān)于RAII我們在智能指針中講解。
八、異常的優(yōu)缺點
1.優(yōu)點
1.相比錯誤碼，更加清晰展示出錯信息。
2.很多庫中包含異常，boost,gtest,gmock等常用的庫，使用它們也需要異常。
3.部分函數(shù)使用異常更好處理，比如構(gòu)造函數(shù)沒有返回值，不方便使用錯誤碼方式處理，比如T&operator這樣的函數(shù)，只有一個返回值，如果pos越界了只能使用異?；蛘呓K止程序處理，沒辦法通過返回值表示錯誤。
2.缺點
1.異常類似goto，會導(dǎo)致程序的執(zhí)行流亂跳，并且非?；靵y。
2.C++沒有垃圾回收機制，可能導(dǎo)致內(nèi)存泄漏。
3.各個公司的異常體系不同，有一定的學(xué)習(xí)成本。
到此這篇關(guān)于C++11中異常處理機制詳解的文章就介紹到這了,更多相關(guān)C++11異常處理內(nèi)容請搜索腳本之家以前的文章或繼續(xù)瀏覽下面的相關(guān)文章希望大家以后多多支持腳本之家！
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