前言

C語言中處理錯誤的方式：
1.終止程序，如assert，不方便，用戶不接受，
2.返回錯誤碼，缺點(diǎn)：需要程序員自己去找
3.C標(biāo)準(zhǔn)庫中也有setjmp和longjmp，不過不常用，

基本都是使用錯誤碼返回的方式處理，除非嚴(yán)重錯誤才會使用終止程序

下面是C++的異常處理

一、C++異常的概念

當(dāng)一個函數(shù)發(fā)生錯誤時可以拋出異常，讓函數(shù)直接或間接的調(diào)用來處理這個錯誤

1.throw：當(dāng)問題出現(xiàn)時，程序會拋出一個異常，
2.catch：在想要處理問題的地方，通過異常程序處理程序捕獲異常，catch關(guān)鍵字用于捕獲異常，可以有多個catch進(jìn)行捕獲。
3.try：try塊中的代碼標(biāo)識將被激活的特定異常，他的后面通常跟著一個或多個catch塊。

如果有一個塊發(fā)生異常，捕獲異常的方法就是使用try和catch關(guān)鍵字。try塊中放可能拋出異常的代碼，try中的代碼為保護(hù)代碼，

try
{
  //保護(hù)的標(biāo)識代碼
}
catch（exceptionName e1）
{
  //catch塊
}
catch（exceptionName e2）
{
  //catch塊
}

二、異常的使用

1.異常的拋出和捕獲

異常的拋出和匹配原則：
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那一個。
3.拋出異常對象后，會生成一個異常對象的拷貝，因為拋出的異常對象可能是一個臨時對象，所以會生成一個拷貝對象，這個拷貝的臨時對象會在被catch以后銷毀。（這里的處理類似于函數(shù)的傳值返回）
4. catch(...)可以捕獲任意類型的異常，問題是不知道異常錯誤是什么。（無語型）
5.實(shí)際中拋出和捕獲的匹配原則有個例外，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，這個在實(shí)際中非常實(shí)用

在函數(shù)調(diào)用鏈中異常棧展開匹配原則：
1.首先檢查throw本身是否在try塊內(nèi)部，如果是再查找匹配的catch語句。如果有匹配的，則調(diào)到catch的地方進(jìn)行處理。
2.沒有匹配的catch則退出當(dāng)前函數(shù)棧，繼續(xù)在調(diào)用函數(shù)的棧中進(jìn)行查找匹配的catch。
3.如果到達(dá)main函數(shù)的棧，依舊沒有匹配的，則終止程序。上述這個沿著調(diào)用鏈查找匹配的catch子句的過程稱為棧展開。所以實(shí)際中我們最后都要加一個catch(...)捕獲任意類型的異常，否則當(dāng)有異常沒捕獲，程序就會直接終止。
4.找到匹配的catch子句并處理以后，會繼續(xù)沿著catch子句后面繼續(xù)執(zhí)行。

func1()
{
   throw e;
}
func2()
{
   func1();
}
func3()
{
   func2();
}
int main()
{
  func3();
}

有三個函數(shù)
funcl、func2、func3，都在其中。
在func2中調(diào)用
在funcl、func3中調(diào)用
在func2和main中調(diào)用func3，并在func1中拋出異常/錯誤
出現(xiàn)異常時，在main中使用catch語句捕獲

棧的展開過程如下：
首先檢查`throw`本身是否存在于`try`語句中。
在塊的內(nèi)部，如果需要繼續(xù)查找匹配的內(nèi)容的話
catch語句。如果有匹配項，則執(zhí)行相應(yīng)處理。
如果沒有，則退出當(dāng)前函數(shù)棧，繼續(xù)執(zhí)行后續(xù)操作。
在調(diào)用函數(shù)的棧中進(jìn)行查找，不斷重復(fù)此過程。
重復(fù)上述過程，若到達(dá)main函數(shù)的棧，
如果棧中仍然沒有匹配項，則終止程序。

double Division(int a, int b)
{
 //當(dāng)b == 0時拋出異常
 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）{
 cout << errmsg << endl;
 }
 catch(...){
 cout<<"unkown exception"<<endl;
 }
return 0;
}

2.異常的重新拋出

有可能單個的catch不能完全處理一個異常，在進(jìn)行一些校正處理以后，希望再交給更外層的調(diào)用鏈函數(shù)來處理，catch則可以通過重新拋出將異常傳遞給更上層的函數(shù)進(jìn)行處理。

double Division(int a, int b)
{
//當(dāng)b == 0時拋出異常
if (b == 0)
{
throw "Division by zero condition!";
}
return (double)a / (double)b;
}
void Func()
{
//這里可以看到如果發(fā)生除0錯誤拋出異常，另外下面的array沒有得到釋放。
//所以這里捕獲異常后并不處理異常，異常還是交給外面處理，這里捕獲了再
//重新拋出去。
int* array = new int[10];
try {
int len, time;
cin >> len >> time;
cout << Division(len, time) << endl;
}
 catch (...)
{
cout << "delete []" << array << endl;
delete[] array;
throw;
}
// ...
cout << "delete []" << array << endl;
delete[] array;
}
int main()
{
try
{
Func();
}
catch (const char* errmsg)
{
cout << errmsg << endl;
}
return 0;
}

3.異常安全

構(gòu)造函數(shù)完成對象的構(gòu)造和初始化，最好不要在構(gòu)造函數(shù)中拋出異常，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)內(nèi)拋出異常，否則可能導(dǎo)致資源泄漏(內(nèi)存泄漏、句柄未關(guān)閉等)
C++中異常經(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看智能指針。

4.異常規(guī)范

1.異常規(guī)格說明的目的是為了讓函數(shù)使用者知道該函數(shù)可能拋出的異常有哪些?？梢栽诤瘮?shù)的后面接throw(類型)，列出這個函數(shù)可能拋擲的所有異常類型。
2.函數(shù)的后面接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。

//這里表示這個函數(shù)會拋出A/B/C/D中的某種類型的異常
void fun() throw(A，B，C，D);
//這里表示這個函數(shù)只會拋出bad_alloc的異常
void* operator new (std::size_t size) throw (std::bad_alloc);
//這里表示這個函數(shù)不會拋出異常
void* operator new (std::size_t size, void* ptr) throw();

5.自定義異常體系

實(shí)際使用中很多公司都會自定義自己的異常體系進(jìn)行規(guī)范的異常管理，因為一個項目中如果大家隨意拋異常，那么外層的調(diào)用者基本就沒辦法玩了，所以實(shí)際中都會定義一套繼承的規(guī)范體系。這樣大家拋出的都是繼承的派生類對象，捕獲一個基類就可以了。

//服務(wù)器開發(fā)中通常使用的異常繼承體系
class Exception
{
protected:
string _errmsg;
int _id;
//list<StackInfo> _traceStack;
// ...
};
class SqlException : public Exception
{};
class CacheException : public Exception
{};
class HttpServerException : public Exception
{};
int main()
{
try{
// server.Start();
//拋出對象都是派生類對象
}
catch (const Exception& e) //這里捕獲父類對象就可以
{}
catch (...)
{
cout << "Unkown Exception" << endl;
}
return 0;
}

6.C++標(biāo)準(zhǔn)庫的異常體系

C++提供了一系列標(biāo)準(zhǔn)的異常，定義在中，我們可以在程序中使用這些標(biāo)準(zhǔn)的異常。它們是以父子類層次結(jié)構(gòu)組織起來的，如下所示：

功能：：：：

說明：實(shí)際中我們可以可以去繼承exception類實(shí)現(xiàn)自己的異常類。但是實(shí)際中很多公司像上面一樣自己定義一套異常繼承體系。因為C++標(biāo)準(zhǔn)庫設(shè)計的不夠好用。

int main()
{
try{
 vector<int> v(10, 5);
 //這里如果系統(tǒng)內(nèi)存不夠也會拋異常
 v.reserve(1000000000);
 //這里越界會拋異常
 v.at(10) = 100;
}
 catch (const exception& e) //這里捕獲父類對象就可以
{
 cout << e.what() << endl;
}
catch (...)
{
 cout << "Unkown Exception" << endl;
}
return 0;
}

7.異常的優(yōu)缺點(diǎn)

C++異常的優(yōu)點(diǎn)：
1.異常對象定義好了，相比錯誤碼的方式可以清晰準(zhǔn)確的展示出錯誤的各種信息，甚至可以包含堆棧調(diào)用的信息，這樣可以幫助更好的定位程序的bug。
2.返回錯誤碼的傳統(tǒng)方式有個很大的問題就是，在函數(shù)調(diào)用鏈中，深層的函數(shù)返回了錯誤，那么我們得層層返回錯誤，最外層才能拿到錯誤，具體看下面的詳細(xì)解釋。

// 1.下面這段偽代碼我們可以看到ConnnectSql中出錯了，先返回給ServerStart，ServerStart再
//返回給main函數(shù)，main函數(shù)再針對問題處理具體的錯誤。
// 2.如果是異常體系，不管是ConnnectSql還是ServerStart及調(diào)用函數(shù)出錯，都不用檢查，因為拋
//出的異常異常會直接跳到main函數(shù)中catch捕獲的地方，main函數(shù)直接處理錯誤。
int ConnnectSql()
{
 //用戶名密碼錯誤
 if (...)
 return 1;
 //權(quán)限不足
 if (...)
 return 2;
}
int ServerStart() {
 if (int ret = ConnnectSql() < 0)
 return ret;
 int fd = socket()
 if（fd < 0）
 return errno;
 }
int main()
{
 if(ServerStart()<0)
 ...
return 0;
}

3.很多的第三方庫都包含異常，比如boost、gtest、gmock等等常用的庫，那么我們使用它們也需要使用異常。
4.很多測試框架都使用異常，這樣能更好的使用單元測試等進(jìn)行白盒的測試。
5.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)，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。

C++異常的缺點(diǎn)：

1.異常會導(dǎo)致程序的執(zhí)行流亂跳，并且非常的混亂，并且是運(yùn)行時出錯拋異常就會亂跳。這會導(dǎo)致我們跟蹤調(diào)試時以及分析程序時，比較困難。
2.異常會有一些性能的開銷。當(dāng)然在現(xiàn)代硬件速度很快的情況下，這個影響基本忽略不計。
3. C++沒有垃圾回收機(jī)制，資源需要自己管理。有了異常非常容易導(dǎo)致內(nèi)存泄漏、死鎖等異常安全問題。這個需要使用RAII來處理資源的管理問題。學(xué)習(xí)成本較高。
4. C++標(biāo)準(zhǔn)庫的異常體系定義得不好，導(dǎo)致大家各自定義各自的異常體系，非常的混亂。
5.異常盡量規(guī)范使用，否則后果不堪設(shè)想，隨意拋異常，外層捕獲的用戶苦不堪言。所以異常規(guī)范有兩點(diǎn)：一、拋出異常類型都繼承自一個基類。二、函數(shù)是否拋異常、拋什么異常，都使用func(）throw();的方式規(guī)范化。

總結(jié)

異?？傮w而言，利大于弊，所以工程中我們還是鼓勵使用異常的。另外OO的語言基本都是用異常處理錯誤，這也可以看出這是大勢所趨。

到此這篇關(guān)于C++的異常處理的文章就介紹到這了,更多相關(guān)C++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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