為什么需要異常？

• 異常機制的處理原理
  程序會出現(xiàn)錯誤染突，尤其是不易察覺的錯誤匪傍。需要了解并解決這些錯誤。通常觉痛，程序出現(xiàn)錯誤役衡，都會強制退出，很難排除錯誤原因薪棒。

C語言如何表示錯誤

1. 函數(shù)返回值
   • 通常手蝎，成功返回0,返回值-1榕莺。
   • 返回值為指針類型，成功返回非NULL,失敗返回值NULL棵介。
     例如：malloc()钉鸯；例外shmat()失敗返回值為MAP_INVALD(-1)
   • 其它另類的返回值
     fread()/fwrite()返回讀寫字符長度size_t，超出長度表示失敗邮辽。
2. 全局變量errno

異常處理特點

異常提供一個錯誤專用通道唠雕。
優(yōu)點：

1. 不干擾正常的返回值。
2. 必須處理異常吨述。

案例

通過命令行計算兩個數(shù)字相除岩睁。

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

int main(int argc,char* argv[]){
    istringstream iss(argv[1]); // 讀取第一個數(shù)字
    int a(0);
    iss >> a;
    iss = argv[2]; // 讀取第二個數(shù)字
    int b(0);
    iss >> b;
    cout<< a/b << endl;// 輸出數(shù)字相除
}

語法

異常分為兩個部分：拋出異常與捕獲并處理異常。

• 拋出異常

throw 表達式;

• 捕獲并處理異常

try {  
        // 保護代碼 包含可能拋出異常的語句揣云；  
} catch (類型名 [形參名]) {  
        // catch塊 處理異常
}  

特點

1. 只要拋出異常捕儒，異常后的代碼不再執(zhí)行。
2. 異常的所拋出與經(jīng)過的棧都會銷毀邓夕。

異常機制try-throw-catch的目標是問題檢測與問題解決分離

復雜一點地寫法

try {  
        // 保護代碼 包含可能拋出異常的語句刘莹；  
} catch (類型名1 [形參名]) {  
        // catch塊 處理異常
} catch (類型名2 [形參名]) {  
        // catch塊 處理異常
} catch (類型名3 [形參名]) {  
        // catch塊 處理異常
} catch(...){
        // catch塊 處理異常
}

注意

• 異常捕獲具有類型匹配，只有相同的或者父類類型才能匹配到焚刚。
• 如果多個catch都能接受相同異常点弯，只有最前面的一個可以接收到。
  catch(...)只能放在所有異常捕獲的最后

異常的接口聲明/異常規(guī)范

返回值類型 函數(shù)() throw(異常列表);

指定函數(shù)可以拋出何種異常矿咕，如果沒有throw(異常列表)默認可以拋出所有異常抢肛。
指定函數(shù)不拋出函數(shù)，異常列表為空throw()痴腌。

那么當異常拋出后新對象如何釋放雌团？

異常處理機制保證：異常拋出的新對象并非創(chuàng)建在函數(shù)棧上燃领，而是創(chuàng)建在專用的異常棧上士聪，因此它才可以跨接多個函數(shù)而傳遞到上層，否則在棧清空的過程中就會被銷毀猛蔽。所有從try到throw語句之間構造起來的對象的析構函數(shù)將被自動調(diào)用剥悟。但如果一直上溯到main函數(shù)后還沒有找到匹配的catch塊，那么系統(tǒng)調(diào)用terminate()終止整個程序曼库，這種情況下不能保證所有局部對象會被正確地銷毀区岗。

舉例

1. 捕獲異常

#include <iostream>
using namespace std;

void test(){
    cout << "before throw." << endl;
    throw -1;
    cout << "after throw." << endl;
}
int main(){
    try{
        test();
    }catch(int a){
        cout << "exception:" << a << endl;
    }
}

2. 異常與局部對象析構

#include <iostream>
using namespace std;

class Test{
public:
    Test(){
        cout << "Test Init" <<endl;
    }
    ~Test(){
        cout << "Test Destroy" <<endl;
    }
};

int main(){
    try{
        Test t;
        cout << "before throw." << endl;
        throw -1;
        cout << "after throw." << endl;
    }catch(int a){
        cout << "exception:" << a << endl;
    }
}

注意事項

1. 如果拋出的異常一直沒有函數(shù)捕獲(catch)，則會一直上傳到c++運行系統(tǒng)那里毁枯，導致整個程序的終止慈缔。
2. 一般在異常拋出后資源可以正常被釋放，但注意如果在類的構造函數(shù)中拋出異常种玛，系統(tǒng)是不會調(diào)用它的析構函數(shù)的藐鹤，處理方法是：如果在構造函數(shù)中要拋出異常瓤檐，則在拋出前要記得刪除申請的資源。
3. 異常處理僅僅通過類型而不是通過值來(switch-case)匹配的娱节，所以catch塊的參數(shù)可以沒有參數(shù)名稱挠蛉，只需要參數(shù)類型。
4. 函數(shù)原型中的異常說明要與實現(xiàn)中的異常說明一致肄满，否則容易引起異常沖突谴古。
5. 應該在throw語句后寫上異常對象時，throw先通過Copy構造函數(shù)構造一個新對象稠歉，再把該新對象傳遞給 catch.
6. catch塊的參數(shù)推薦采用地址傳遞而不是值傳遞掰担，不僅可以提高效率，還可以利用對象的多態(tài)性轧抗。另外恩敌，派生類的異常撲獲要放到父類異常撲獲的前面，否則横媚，派生類的異常無法被撲獲纠炮。
7. 編寫異常說明時，要確保派生類成員函數(shù)的異常說明和基類成員函數(shù)的異常說明一致灯蝴，即派生類改寫的虛函數(shù)的異常說明至少要和對應的基類虛函數(shù)的異常說明相同芹啥，甚至更加嚴格，更特殊异逐。

標準異常類

exception派生

邏輯異常logic_error派生

運行時runtime_error派生

嘗試捕獲邏輯異常和運行時異常

自定義異常類

• 編碼流程
  1.繼承異常類exception
  2.實現(xiàn)接口what()
• 代碼結構

class 異常類:public exception {    
public:    
   const char* what()const throw() {
        return 信息字符串;    
   }        
}; 

構造函數(shù)汉嗽、析構函數(shù)的異常處理

• 構造函數(shù)可以拋出異常，此時不會調(diào)用析構函數(shù)问潭，所以如果拋出異常前猿诸，申請了資源，需要自己釋放狡忙。
• C++標準指明析構函數(shù)不能梳虽、也不應該拋出異常。
• C++標準規(guī)定灾茁，構造函數(shù)失敗窜觉，析構函數(shù)不會執(zhí)行。就是說在構造函數(shù)拋出異常前分配的資源將無法釋放北专。

1. 如果析構函數(shù)拋出異常禀挫，則異常點之后的程序不會執(zhí)行，如果析構函數(shù)在異常點之后執(zhí)行了某些必要的動作比如釋放某些資源拓颓，則這些動作不會執(zhí)行语婴，會造成諸如資源泄漏的問題。
2. 通常異常發(fā)生時，c++的機制會調(diào)用已經(jīng)構造對象的析構函數(shù)來釋放資源砰左，此時若析構函數(shù)本身也拋出異常画拾，則前一個異常尚未處理，又有新的異常菜职，會造成程序崩潰的問題青抛。

是否使用異常機制

為什么很多經(jīng)典書籍鼓勵使用異常，但是實際開發(fā)中很多C++編碼規(guī)范卻禁用異常酬核？
C++異常機制在語法上是更加優(yōu)雅的處理錯誤蜜另，但是實際上編譯出來的程序會有一些性能損失，另外錯誤地使用異常處理代碼會變得更加復雜嫡意。

• 何時及如何使用異常
• 對使用 C++ 異常處理應具有怎樣的態(tài)度举瑰？

編譯器選項

g++特殊編譯選項g++ -fno-exceptions

在不同的編碼規(guī)范中，對是否使用異常存在爭議蔬螟。

C語言實現(xiàn)異常機制

• 如何用C語言實現(xiàn)異常/狀況處理機制此迅？
• C語言如何實現(xiàn)異常處理