C++_异常处理

异常处理

前言：此类笔记仅用于个人复习，内容主要在于记录和体现个人理解

[toc]

什么是异常处理

在程序中可能会出现各种各样的异常，比如出现了错误，常见错误主要分为语法错误和编译错误，有的错误编译器是可以检查出来的，有的错误编译器检查不出来，；又比如违背正常情况，比如要求输入小写字母，但是实际输入大写的或者数字等，这种错误编译器一般不会检查出来。
在设计程序之前，应当分析各种可能出现的异常情况，并设定相应的识别、处理方式，这就是异常处理的任务
比如如果某个数除以0，这就是一个异常，要根据除数为0的这种异常情况进行一个判断和处理（比如报错并结束程序）
当然，也可以通过断言等方式来处理一些错误，当assert中的判别式结果为false的时候，就直接异常退出程序

C++中如何实现异常处理

C++的异常处理机制是由三个部分组成的：检查（try）、抛出（throw）、捕捉（catch）

“异常情况“是设计者人为认定判定的：如果想要检查一段代码，在这个代码段里面出现了我们不想要的异常情况，就需要抛出”这是一个异常情况“的信号，然后由相应的捕捉代码进行捕捉，一旦捕捉到抛出的异常，就会进入到用来处理这个异常的代码。

跟assert相比，异常处理机制显然更为温和，不会直接断死代码直接退出程序

throw语句

形式：
1
throw 表达式
throw关键字抛出的表达式是什么样的数据由设计者自己定，可以是常规的变量，也可以是一串字符，也可以是自定义的变量
throw的关键在于表达式的结果的类型，而不是表达式的具体的值，但还是会将表达式作为“异常信号/信息”（异常）整个抛出去，包括值
一旦throw抛出异常，就会在进行异常处理之后，立即跳出throw所在的函数，回到上一级函数（比如main函数）

try-catch结构

try关键字负责划定需要检查的代码区域，在区域内的代码段会接受检查，try和被检查的代码段被合称为try块
catch关键字用于接收throw抛出的异常，并针对异常进行相应处理，catch和被检查的代码段被合称为catch块
形式：
1
2
3
4
5
6
try
{	
	被检查的代码段
}catch(异常信息类型 变量名·一般情况下不写变量名·){
	处理异常的代码段
}
注意
如果throw的表达式是类的话，可以不用单独实例化出一个对象，直接使用匿名对象，因为有的时候会定义一些空类来专门作为异常信息用，没必要为了异常信息实例化一个对象
1
2
3
4
5
6
7
class outofsize{}；//这是一个空类，专门用来当异常信息的
......
throw outofsize();//使用的outofsize的匿名对象，格式是"类名"+"()",其中()里面为初始化参数，跟正常类的定义不同，匿名对象再没有初始化参数的时候也要跟()
try
{}
catch(outofsize)
{}
被检查的代码段必须放在try里，否则不起作用
try-catch结构是一个整体，catch块必须紧跟try块，catch不能脱离try单独使用，且两者之间不能夹杂其他语句；但是try块是可以单独使用的，即只检查不处理，catch块在另一个函数里面
花括号不能省略
由于一段代码中可能存在多种错误情况，所以允许一个try块后面接多个catch块，以便匹配不同的异常信息
1
2
3
4
5
6
7
try
{}
catch()
{}
catch()
{}
//以上省略了内容，主要体现结构
catch也只检查异常信息的类型，而不检查异常信息的值，根据异常信息的类型匹配相应的catch块，无论doule类型的值是多少，都只会匹配catch(double)；所以一般的catch写法括号内只有异常信息类型
1
2
catch( double )
{}
这里发现，在函数的定义的时候也可以只写类型，不写变量，因为参数从左到右依次传入函数
catch括号内还有另一种写法，即除了指定类型之外还指定变量名
1
2
3
4
catch(double d)
{
	cout << d << endl;
}
这样catch在捕捉异常信息的时候，除了捕捉变量类型，还会捕捉变量的值，这样就可以在catch中使用这个值（当然，是拷贝的）
如果catch括号内没有写变量类型，而是写了catch(…)，这表示这个catch块可以接受任何类型的异常信息
throw语句和try-catch块在同一个函数中，也可以不在同一个函数中。throw抛出异常信息之后，会先在本函数内让catch捕捉，如果本函数没有try-catch或者没有可以匹配的catch，则跳出本函数到上一个函数，直到找到最近的可匹配的catch
某些情况下，throw后面可以不加表达式，比如如果在catch块里有throw，则catch里的throw会将catch捕捉到的catch外的throw抛出的异常原样抛出，表示“本级函数的catch不处理这个异常，给上一级的catch块处理”
1
2
3
4
catch(int)
{				//其他语句
    throw;		//将以捕获的异常信息再次原样抛出
}
如果throw抛出的异常到最后都没有catch与之匹配，系统会调用一个系统函数terminate终止程序进行

几个例子

#include<iostream>
#include<cmath>

using namespace std;

double triangle(double,double,double);

int main()
{
     double a,b,c;
     cin>>a>>b>>c;
     try
     {
         while(a>0&&b>0&&a>0)
         {
             cout<<triangle(a,b,c)<<endl;		//try里包含了要被检查的函数
             cin>>a>>b>>c;
            }
        }catch(double)
     {
         cout << "a=" << a << ",b=" << b << ",c=" << c << ",that is not a triangle" <<endl;
        }
     cout<< "end" <<endl;
     return 0;
}

double triangle(double a,double b,double c)
{	
     double s = ( a+b+c )/2;
     if( a + b <= c || b + c <= a || a + c <= b )
         throw a;
     return sqrt( s + (s-a) * (s-b) * (s-c) );	//如果在上面的throw中抛出了异常信息，则直接跳到上一级函数，这一行代码就不会生效
}

#include <iostream>
using namespace std;

double division(int a, int b)
{
	if( b == 0 )
	{
   		throw "Division by zero condition!";		//表达式的类型本质是上是字符串，也就是char指针
	}
	return (a/b);
}

int main ()
{
	int x = 50;
	int y = 0;
	double z = 0;

	try 
    {
 		 z = division(x, y);
  		cout << z << endl;	
	}catch (const char* msg)			 	//既有变量类型又有变量名，就可以在下面使用捕捉到的异常信息
	{
  		cerr << msg << endl;
	}

	return 0;
}

#include<iostream>
#define SIZE 10
using namespace std;

class outOfSize {};//这里定义了一个空outOfSize类，只用作异常信号，不用与其他作用
class illegalType {};//同上

void addWord(int&, char*, char);

int main()
{
    char a[SIZE];
    char b;
    int x = 0;

    try
    {
        while (1)
        {
            cout << "Please keyonte a~z"<<endl;
            cin >> b;
            addWord(x, a, b);
        }
    }
    catch (outOfSize)
    {
        cout << "Outofsize!" << endl;
    }
    catch (illegalType)
    {
        cout << "IllegalType!" << endl;
    }
    return 0;
}

void addWord(int& x, char* a, char b)
{
    if (x >= SIZE)
        throw outOfSize();//抛出的是outOfSize类的匿名对象
    if (b < 'a' || b>'z')
        throw illegalType();
    a[x] = b;
    x++;
}