C++第四十七弹---深入理解异常机制：try, catch, throw全面解析

2024-09-08 13:12
文章标签 c++ 异常 全面 深入 理解 解析 机制 try catch 第四十七 throw

本文主要是介绍C++第四十七弹---深入理解异常机制：try, catch, throw全面解析，希望对大家解决编程问题提供一定的参考价值，需要的开发者们随着小编来一起学习吧！

✨个人主页： 熬夜学编程的小林

💗系列专栏： 【C语言详解】 【数据结构详解】【C++详解】

目录

1.C语言传统的处理错误的方式

2.C++异常概念

3. 异常的使用

3.1 异常的抛出和捕获

3.2 异常的重新抛出

3.3 异常安全

3.4 异常规范

4.自定义异常体系

5.C++标准库的异常体系

1.C语言传统的处理错误的方式

传统的错误处理机制：

  • 1. 终止程序，如assert，缺陷：用户难以接受。如发生内存错误，除0错误时就会终止程序。
  • 2.返回错误码，缺陷：需要程序员自己去查找对应的错误。如系统的很多库的接口函数都是通过把错误码放到errno中，表示错误。

实际中C语言基本都是使用返回错误码的方式处理错误，部分情况下使用终止程序处理非常严重的
错误。

2.C++异常概念

异常是一种处理错误的方式，当一个函数发现自己无法处理的错误时就可以抛出异常，让函数的
直接或间接的调用者处理这个错误。

  • throw: 当问题出现时，程序会抛出一个异常。这是通过使用 throw 关键字来完成的。
  • catch: 在您想要处理问题的地方，通过异常处理程序捕获异常 catch 关键字用于捕获异常，可以有多个catch进行捕获。
  • try: try 块中的代码标识将被激活的特定异常,它后面通常跟着一个或多个 catch 块。

如果有一个块抛出一个异常，捕获异常的方法会使用 try 和 catch 关键字。try 块中放置可能抛出异常的代码，try 块中的代码被称为保护代码。使用 try/catch 语句的语法如下所示：

try
{// 保护的标识代码
}catch( ExceptionName e1 )
{// catch 块
}catch( ExceptionName e2 )
{// catch 块
}catch( ExceptionName eN )
{// catch 块
}

3. 异常的使用

3.1 异常的抛出和捕获


异常的抛出和匹配原则

  • 1. 异常是通过抛出对象而引发的，该对象的类型决定了应该激活哪个catch的处理代码。
  • 2. 被选中的处理代码是调用链中与该对象类型匹配且离抛出异常位置最近的那一个。
  • 3. 抛出异常对象后，会生成一个异常对象的拷贝，因为抛出的异常对象可能是一个临时对象，所以会生成一个拷贝对象，这个拷贝的临时对象会在被catch以后销毁。（这里的处理类似于函数的传值返回）
  • 4. catch(...)可以捕获任意类型的异常，问题是不知道异常错误是什么。
  • 5. 实际中抛出和捕获的匹配原则有个例外，并不都是类型完全匹配，可以抛出的派生类对象，使用基类捕获，这个在实际中非常实用，我们后面会详细讲解这个。

在函数调用链中异常栈展开匹配原则

  • 1. 首先检查throw本身是否在try块内部，如果是再查找匹配的catch语句。如果有匹配的，则调到catch的地方进行处理。
  • 2. 没有匹配的catch则退出当前函数栈，继续在调用函数的栈中进行查找匹配的catch。
  • 3. 如果到达main函数的栈，依旧没有匹配的，则终止程序。上述这个沿着调用链查找匹配的catch子句的过程称为栈展开。所以实际中我们最后都要加一个catch(...)捕获任意类型的异常，否则当有异常没捕获，程序就会直接终止。
  • 4. 找到匹配的catch子句并处理以后，会继续沿着catch子句后面继续执行。

代码演示 

#include<iostream>
using namespace std;
double Division(int a, int b)
{// 当b == 0时抛出异常if (b == 0)throw "Division by zero condition!";//throw 1;elsereturn ((double)a / (double)b);
}
void Func()
{int len, time;cin >> len >> time;cout << Division(len, time) << endl;
}
int main()
{try {Func();}// 抛出什么类型用什么接受catch (const char* errmsg){cout << errmsg << endl;}catch (const int i){cout << i << endl;}// 可以接受任意类型catch (...) {cout << "unkown exception" << endl;}return 0;
}

运行结果 

 

3.2 异常的重新抛出

有可能单个的catch不能完全处理一个异常，在进行一些校正处理以后，希望再交给更外层的调用
链函数来处理，catch则可以通过重新抛出将异常传递给更上层的函数进行处理。

代码演示

#include<iostream>
#include<string>
using namespace std;
// 重新抛出
double Division(int a, int b)
{// 当b == 0时抛出异常if (b == 0){throw "Division by zero condition!";//string str("Division by zero condition!");//throw str;//throw 1;}else{return ((double)a / (double)b);}
}
void Func()
{try{int len, time;cin >> len >> time;cout << Division(len, time) << endl;}// 有两个类型相同异常，就近调用catch (const char* err){cout << err << endl;}// 异常捕获之后后面能够一直执行cout << "xxxxxxxxx" << endl;
}int main()
{try {Func();}// 需要类型匹配catch (const char* errmsg){cout << errmsg << endl;}catch (const string& s){cout << s << endl;}// 可以捕获任意类型异常catch (...) {cout << "unkown exception" << endl;}return 0;
}

运行结果 

3.3 异常安全

  • 构造函数完成对象的构造和初始化，最好不要在构造函数中抛出异常，否则可能导致对象不完整或没有完全初始化。
  • 析构函数主要完成资源的清理，最好不要在析构函数内抛出异常，否则可能导致资源泄漏(内存泄漏、句柄未关闭等)。
  • C++中异常经常会导致资源泄漏的问题，比如在new和delete中抛出了异常，导致内存泄漏，在lock和unlock之间抛出了异常导致死锁，C++经常使用RAII来解决以上问题，关于RAII我们智能指针这节进行讲解。

3.4 异常规范

  • 1. 异常规格说明的目的是为了让函数使用者知道该函数可能抛出的异常有哪些。 可以在函数的后面接throw(类型)，列出这个函数可能抛掷的所有异常类型。
  • 2. 函数的后面接throw()，表示函数不抛异常。
  • 3. 若无异常接口声明，则此函数可以抛掷任何类型的异常。 
// 这里表示这个函数会抛出A/B/C/D中的某种类型的异常
void fun() throw(A，B，C，D);
// 这里表示这个函数只会抛出bad_alloc的异常
void* operator new (std::size_t size) throw (std::bad_alloc);
// 这里表示这个函数不会抛出异常
void* operator delete (std::size_t size, void* ptr) throw();
// C++11 中新增的noexcept，表示不会抛异常
thread() noexcept;
thread (thread&& x) noexcept;

4.自定义异常体系


实际使用中很多公司都会自定义自己的异常体系进行规范的异常管理，因为一个项目中如果大家随意抛异常，那么外层的调用者基本就没办法玩了，所以实际中都会定义一套继承的规范体系。这样大家抛出的都是继承的派生类对象，捕获一个基类就可以了。

代码演示 

#include<iostream>
#include<string>
#include<thread>
using namespace std;
// 服务器开发的异常体系
class Exception
{
public:Exception(const string& errmsg, int id):_errmsg(errmsg), _id(id){}virtual string what() const{return _errmsg;}protected:string _errmsg;int _id;
};// sql异常
class SqlException : public Exception
{
public:SqlException(const string& errmsg, int id, const string& sql = ""):Exception(errmsg, id), _sql(sql){}virtual string what() const{string str = "SqlException:";str += _errmsg;str += "->";str += _sql;return str;}private:const string _sql;
};
// 缓冲异常
class CacheException : public Exception
{
public:CacheException(const string& errmsg, int id):Exception(errmsg, id){}virtual string what() const{string str = "CacheException:";str += _errmsg;return str;}
};
// http异常
class HttpServerException : public Exception
{
public:HttpServerException(const string& errmsg, int id, const string& type):Exception(errmsg, id), _type(type){}virtual string what() const{string str = "HttpServerException:";str += _type;str += ":";str += _errmsg;return str;}private:const string _type;
};
void SQLMgr()
{srand((unsigned int)time(0));if (rand() % 7 == 0){throw SqlException("权限不足", 100, "select * from name = '张三'");}else{cout << "执行Sql成功" << endl;}
}
void CacheMgr()
{srand((unsigned int)time(0));if (rand() % 5 == 0){throw CacheException("权限不足", 100);}else if (rand() % 6 == 0){throw CacheException("数据不存在", 101);}else{cout << "Cache获取成功" << endl;}SQLMgr();
}
void HttpServer()
{// ...srand((unsigned int)time(0));if (rand() % 3 == 0){throw HttpServerException("请求资源不存在", 100, "get");}else if (rand() % 4 == 0){throw HttpServerException("权限不足", 101, "post");}else{cout << "http调用成功" << endl;}CacheMgr();
}
int main()
{while (1){// 休眠1秒this_thread::sleep_for(chrono::seconds(1));try {HttpServer();}catch (const Exception& e) // 这里捕获父类对象就可以{// 多态cout << e.what() << endl;}catch (...){cout << "Unkown Exception" << endl;}}return 0;
}

运行结果 

5.C++标准库的异常体系


C++ 提供了一系列标准的异常，定义在  #include<exception> 中，我们可以在程序中使用这些标准的异常。它们是以父子类层次结构组织起来的，如下所示：

说明：实际中我们可以可以去继承exception类实现自己的异常类。但是实际中很多公司像上面一
样自己定义一套异常继承体系。因为C++标准库设计的不够好用。

标准库代码演示

#include<iostream>
#include<vector>
using namespace std;
int main()
{try {vector<int> v(10, 5);// 这里如果系统内存不够也会抛异常v.reserve(1000000000);// 这里越界会抛异常v.at(10) = 100;}catch (const exception& e) // 这里捕获父类对象就可以{cout << e.what() << endl;}catch (...){cout << "Unkown Exception" << endl;}return 0;
}

运行结果 

这篇关于C++第四十七弹---深入理解异常机制：try, catch, throw全面解析的文章就介绍到这儿，希望我们推荐的文章对编程师们有所帮助！


http://www.chinasem.cn/article/1148210。

相关文章

一文带你理解Python中import机制与importlib的妙用

一文带你理解Python中import机制与importlib的妙用

《一文带你理解Python中import机制与importlib的妙用》在Python编程的世界里,import语句是开发者最常用的工具之一,它就像一把钥匙,打开了通往各种功能和库的大门,下面就跟随小... 目录一、python import机制概述1.1 import语句的基本用法1.2 模块缓存机制1.
阅读更多...
Redis主从/哨兵机制原理分析

Redis主从/哨兵机制原理分析

《Redis主从/哨兵机制原理分析》本文介绍了Redis的主从复制和哨兵机制,主从复制实现了数据的热备份和负载均衡,而哨兵机制可以监控Redis集群,实现自动故障转移,哨兵机制通过监控、下线、选举和故... 目录一、主从复制1.1 什么是主从复制1.2 主从复制的作用1.3 主从复制原理1.3.1 全量复制
阅读更多...
深入理解C语言的void*

深入理解C语言的void*

《深入理解C语言的void*》本文主要介绍了C语言的void*,包括它的任意性、编译器对void*的类型检查以及需要显式类型转换的规则,具有一定的参考价值,感兴趣的可以了解一下... 目录一、void* 的类型任意性二、编译器对 void* 的类型检查三、需要显式类型转换占用的字节四、总结一、void* 的
阅读更多...
Redis缓存问题与缓存更新机制详解

Redis缓存问题与缓存更新机制详解

《Redis缓存问题与缓存更新机制详解》本文主要介绍了缓存问题及其解决方案,包括缓存穿透、缓存击穿、缓存雪崩等问题的成因以及相应的预防和解决方法,同时,还详细探讨了缓存更新机制,包括不同情况下的缓存更... 目录一、缓存问题1.1 缓存穿透1.1.1 问题来源1.1.2 解决方案1.2 缓存击穿1.2.1
阅读更多...
Java如何通过反射机制获取数据类对象的属性及方法

Java如何通过反射机制获取数据类对象的属性及方法

《Java如何通过反射机制获取数据类对象的属性及方法》文章介绍了如何使用Java反射机制获取类对象的所有属性及其对应的get、set方法,以及如何通过反射机制实现类对象的实例化,感兴趣的朋友跟随小编一... 目录一、通过反射机制获取类对象的所有属性以及相应的get、set方法1.遍历类对象的所有属性2.获取
阅读更多...
C++中实现调试日志输出

C++中实现调试日志输出

《C++中实现调试日志输出》在C++编程中,调试日志对于定位问题和优化代码至关重要,本文将介绍几种常用的调试日志输出方法,并教你如何在日志中添加时间戳,希望对大家有所帮助... 目录1. 使用 #ifdef _DEBUG 宏2. 加入时间戳：精确到毫秒3.Windows 和 MFC 中的调试日志方法MFC
阅读更多...
深入理解Redis大key的危害及解决方案

深入理解Redis大key的危害及解决方案

《深入理解Redis大key的危害及解决方案》本文主要介绍了深入理解Redis大key的危害及解决方案,文中通过示例代码介绍的非常详细,对大家的学习或者工作具有一定的参考学习价值,需要的朋友们下面随着... 目录一、背景二、什么是大key三、大key评价标准四、大key 产生的原因与场景五、大key影响与危
阅读更多...
MySQL中的锁和MVCC机制解读

MySQL中的锁和MVCC机制解读

《MySQL中的锁和MVCC机制解读》MySQL事务、锁和MVCC机制是确保数据库操作原子性、一致性和隔离性的关键,事务必须遵循ACID原则,锁的类型包括表级锁、行级锁和意向锁,MVCC通过非锁定读和... 目录mysql的锁和MVCC机制事务的概念与ACID特性锁的类型及其工作机制锁的粒度与性能影响多版本
阅读更多...
使用Python实现批量访问URL并解析XML响应功能

使用Python实现批量访问URL并解析XML响应功能

《使用Python实现批量访问URL并解析XML响应功能》在现代Web开发和数据抓取中,批量访问URL并解析响应内容是一个常见的需求,本文将详细介绍如何使用Python实现批量访问URL并解析XML响... 目录引言1. 背景与需求2. 工具方法实现2.1 单URL访问与解析代码实现代码说明2.2 示例调用
阅读更多...
SSID究竟是什么? WiFi网络名称及工作方式解析

SSID究竟是什么? WiFi网络名称及工作方式解析

《SSID究竟是什么?WiFi网络名称及工作方式解析》SID可以看作是无线网络的名称，类似于有线网络中的网络名称或者路由器的名称,在无线网络中，设备通过SSID来识别和连接到特定的无线网络... 当提到 Wi-Fi 网络时，就避不开「SSID」这个术语。简单来说，SSID 就是 Wi-Fi 网络的名称。比如
阅读更多...

Copyright China编程 23002807@qq.com

沪ICP备2023033072号-2