C++之异常捕获和处理

一、简介

  在C++语言中，异常处理包括：throw表达式，try语句块，一套异常类。其中，异常类用于在throw表达式和相关的catch子句之间传递异常的具体信息。exception头文件定义了最普通的异常类exception，它只报告异常的发生，不提供任何额外信息。以下是定义在stdexcept头文件中的常用的异常类：

异常类	解释
exception	最常见的问题
runtime_error	只有在运行时才能检测出的问题
range_error	运行时错误：生成的结果超出了有意义的值域范围
overflow_error	运行时错误：计算上溢
underflow_error	运行时错误：计算下溢
logic_error	程序逻辑错误
domain_error	逻辑错误：参数对应的结果值不存在
invalid_argument	逻辑错误：参数无效
length_error	逻辑错误：试图创建一个超过该类型最大长度的对象
out_of_range	逻辑错误：使用一个超出有效范围的值

  异常类只定义了一个名为what的成员函数，该函数没有任何参数，返回值是一个指向C风格字符串的const char*。

二、基本用法

  直接贴代码，简单测试一下：

#include <stdexcept>
#include <iostream>

using namespace std;

void test() {
    throw runtime_error("just for test!");
}

int main() {
    try {
        test();
    } catch(runtime_error err) {
        cout << err.what() << endl;
    }
    return 0;
}

/*
* 执行的结果不出意料，便是：just for test!
* 可以有多个catch语句块
* 找到了匹配的runtime_error便执行相应的catch语句块代码
*/

注意：当执行一个throw时，跟在throw后面的语句将不再被执行。且只有在catch语句块中可以使用throw;这样的语句，表示当前的catch语句不足与完整地处理好这个异常，于是决定由更上一层的函数接着处理。

三、noexcept

  概括来说，这个关键字有两种用法：作为函数限定符，作为一个一元运算符返回一个bool类型的右值常量表达式。

  第一个用法中，noexcept放在函数的后面，一般而言，对于成员函数来说，放在const后面，而放在final、override或虚函数的=0之前。其表示该函数不会抛出异常，但如下情况也可以顺利编译：

void f() noexcept {
    throw exception();
}

  需要注意的是，函数指针及该函数指向的函数必须具有一致性的异常说明，如下：

void (*pf1)(int) noexcept;

void f() noexcept {}
void t() {}

pf1 = f; //正确，因为f能保证不抛出异常
pfi = t; //错误，因为t不能保证

  第二个用法中，可以如下使用：

noexcept(f()) //若f保证不抛出异常，则返回true

//一个常用用法，等价于void t() {}
void t() noexcept(false) {}

//以下保证f和g的异常类型一致
void f() noexcept(noexcept(g()));

四、定义自己的异常类

  假设你想设计一个异常类，名为test_error，其的效果和runtime_error一样，可以用如下代码：

class test_error : public runtime_error {
public:
    explicit test_error(const string &s):
                    runtime_error(s) {}
};