29.C++- 异常处理

C++内置了异常处理的语法元素 try catch

try语句处理正常代码逻辑

• 当try语句发现异常时,则通过throw语句抛出异常,并退出try语句

catch语句处理异常情况

• 当throw语句抛出异常时,则会直接跳到catch语句处理
• catch语句允许被重载,在try语句后面可以有多个catch语句
• 不同类型的异常由不同的catch语句捕获,顺序从上往下严格匹配,不会进行隐式转换,比如:

throw ;       //由int型的catch语句捕获
throw 1.5;     //由double型的catch语句捕获
throw 1.5f;    //由float型的catch语句捕获
throw 'A';      //由char型的catch语句捕获
throw "ABC";    //由char const *型的catch语句捕获
throw string("ABC");      //由string型的catch语句捕获

• cath(...)语句,表示捕获前面所有没被定义的异常,且只能放在所有catch语句的末尾,比如:

　　　　try
　　　　{
              throw 1.55;          //直接退出try语句,跳转到满足条件的catch语句
              throw "ERR";
　　　　}
　　　　catch(int i)                //只捕获int型异常
　　　　{
              cout<<i<<endl;
　　　　}
　　　　catch(string s)           //只捕获string型异常
　　　　{
　　　　　　　　cout<<s<<endl;
　　　　}
　　　　catch(...)                //捕获前面所有没被定义的异常
　　　　{
　　　　　　　　cout<<"cath(...)"<<endl;
　　　　}

运行打印:

cath(...)

throw抛出的异常必须被catch处理

如果throw抛出的异常,在当前函数没有catch语句能捕获,则会返回到上一级函数里再寻找catch语句,直到被处理为止,否则程序将结束运行,如下图:

在catch语句块中可以将捕获的异常重新抛出

catch抛出的异常,则需要通过外层的try...catch...捕获

如果是catch(...)语句,则直接填throw;即可,编译器会自动将捕获的异常重新抛出

比如:

void internal()
{
             try
            {
                     throw ;
            }
             catch(...)
            {
                     cout<< "internal: catch(...)"<<endl;
                     throw;
            }
}

int main()
{

   try
   {
             internal();
   }

   catch(int i)
   {
          switch(i)
          {
             case  :                                            //1对应超时
                     cout<<"timeout"<<endl;  break;
              case  :                                           //2对应实参有误
                     cout<<"invalid argument"<<endl; break;
              case  :                                           //3对应运行异常
                     cout<<"runtime exception"<<endl; break;
          }
   }
   return ;

}

运行打印:

internal: catch(...)
timeout

catch中重新抛出异常的意义

举个例子,当我们调用第三方库的func()函数,但是该func()函数返回的异常是int型,每个异常值意义大有不同 (每次查看异常值都需要翻看文档手册才行)

所以我们可以在自己库创建一个myfunc()函数,通过try...catch...再次封装func()函数,将异常值重新解释为其它类型(比如const char *),然后再次抛出.

以后调用myfunc()函数,获取的异常信息就是const char *类型了.

如果catch中抛出的类型是类的情况

• 需要将捕获子类异常的catch放在上部
• 将捕获父类异常的cath放在下部, 避免子类异常当做父类异常来使用.

比如:

#include <iostream>
#include <string>
using namespace std;

class Base
{
};
class Exception : public Base
{
    int m_id;                        //异常值
    string m_desc;               //异常值描述信息
public:
    Exception(int id, string desc)
    {
        m_id = id;
        m_desc = desc;
    }
    int id() const
    {
        return m_id;
    }
    string description() const
    {
        return m_desc;
    }
};

/*
    假设： 当前的函数式第三方库中的函数，因此，我们无法修改源代码
    函数名： void func(int i)
    抛出异常的类型： int
                        -1 ==》 参数异常
                        -2 ==》 运行异常
                        -3 ==》 超时异常
*/
void func(int i)
{
    if( i <  )
    {
        throw -;
    }
    if( i >  )
    {
        throw -;
    }
    if( i ==  )
    {
        throw -;
    }

    cout << "Run func..." << endl;
}

void MyFunc(int i)
{
    try
    {
        func(i);
    }

    catch(int i)
    {
        switch(i)
        {
            case -:
                throw Exception(-, "Invalid Parameter");              //生成一个子类对象,并抛出
                break;

            case -:
                throw Exception(-, "Runtime Exception");
                break;

            case -:
                throw Exception(-, "Timeout Exception");
                break;
        }
    }
}

int main(int argc, char *argv[])
{
    try
    {
        MyFunc();
    }      

    catch(const Exception& e)              //捕获子类异常的catch放在上部
    {
        cout << "Exception Info: " << endl;
        cout << "   ID: " << e.id() << endl;
        cout << "   Description: " << e.description() << endl;
    }

    catch(const Base& e)                 //捕获父类异常的catch放在下部
    {
        cout << "catch(const Base& e)" << endl;
    }
    return ;
}

运行打印:

Exception Info:
   ID: -
   Description: Timeout Exception

在C++标准库中提供了异常类

头文件 : <stdexcept>

标准库中的异常都是从exception类派生的

exception类主要有两个分支

- logic_error

用于程序中可避免的逻辑错误,在程序运行之前,就能被检测到

logic_error类派生了以下几种类:

• domain_error(const string& )    ：   专业领域内的范畴
• invalid_argument(const string& )   ：  无效参数,比如对unsigned型进行负数操作
• length_error(const string& )  ：    长度异常,比如字符串附加太多字符
• out_of_range(const string&)     :    超出范围,比如数组下标越界
• 它们都有一个what()成员函数,用来返回一个字符串异常信息

-runtime_error

常用于程序中无法避免的恶性错误,只在程序运行时才能被检测到

logic_error类派生了以下几种类:

• range_error(const string& )  ：内部计算时发生区间错误
• overflow_error(const string& )  ：算数运算时发生上溢
• underflow_error(const string& )  ：算数运算时发生下溢
• 它们都有一个what()成员函数,用来返回一个字符串异常信息

比如:

#include <iostream>
#include <stdexcept>
using namespace std;

template <typename T, int N >
class Array
{
       T ma[N];public:
       Array()
       {
              for(int i=;i<N;i++)
              ma[N]=;
       }

       T& operator [] (int index)
       {
              if((index>=)&&(index<N))
              {
                     return ma[index];
              }

              else                      //数组下标越界
              {
                  throw out_of_range("T& operator [] (int index)"); //抛出一个 out_of_range类
              }
       }
};

int main()
{
       try
       {
              Array<int,> arr;
              arr[]=;
       }
       catch(out_of_range& exc)
       {
              cout<< exc.what()<<endl;                                           //打印捕获到out_of_range类的异常信息
              cout<< " Line: " << __LINE__ <<", Function: "<< __FUNCTION__ << endl;  //打印当前行
       }
       return ;
}

运行打印:

T& operator [] (int index)
Line: , Function: main