C++（异常处理）

异常处理

1.概念：

异常是指程序在执行期间产生的问题，C++的异常是值在程序运行时发生的特殊情况，比如at函数的下标访问越界等。

2.特点：

(1)异常提供了一种转义控制权的方式。

控制权转移的本质：
当程序中发生异常时，它会中断当前的正常执行流程，将程序的控制权（即代码执行权）从当前点转移到专门处理错误的异常处理代码块。

(2)程序一旦出现异常没有经过处理，就会造成程序奔溃。

(3)异常的处理方式有两种，抛出异常（throw）和捕获异常（try-catch）。

2.抛出异常：

2.1 特点:

使用throw语句在代码块中任何地方都可以抛出异常。

throw语句的操作数可以是任意的表达式，表达式的结果决定了抛出异常的类型。

抛出的异常是抛出到函数调用的上一级。

2.2 自动抛出异常：

使用C++内置函数,在遇到一些错误情况会自动抛出异常错误，.at就是，如果越界就会抛出异常错误，上面那个图就是。

2.3 手动抛出异常：

设置string类型的异常信息test，当b是零的时候（被除数不能为零），a除以b不会计算，而是直接返回到上一级在division()位置抛出异常错误，如果后面没有对异常处理，就会继续返回上一级在iniput()位置抛出异常错误，如果还是无人处理就会程序崩溃，显示异常信息到终端。（不会显示设置的异常信息）

#include <iostream>using namespace std;double division(double a,double b){if(b == 0){//int test(0);string test("输入的第一个数是零");throw test;}return a/b;
}double input(){double a,b;cout << "输入除数和被除数：" << endl;cin >> a >> b;double c = division(a,b);        //第一个异常抛出，无人处理就会继续向上抛出异常cout << "结果是：" << c << endl;return c;
}int main (){cout << "程序开始" << endl;input();                    //第二次异常抛出位置，依旧无人处理，程序卡死cout << "程序结束" << endl;return 0;
}

3.捕获异常：

使用try去尝试运行可能会抛出错误的语句，然后在后面使用catch捕获try内语句可能抛出的异常。

3.1 解析：

上的程序在两个位置抛出了异常，我们在这两个位置都进行异常捕获，我们设置的异常信息是string类型的，但是我第一次尝试捕获的类型是double，捕获异常失败，会继续向上抛出异常，在第二次抛出异常的位置捕获string类型的异常，捕获成功，执行捕获到异常后的操作：先使用.what()打印异常信息，然后可以错误处理，退出当前函数体或者不写，不写就继续执行函数其他语句。

3.2 三种情况：

如果没有异常抛出，程序正常执行；

如果有异常抛出，正确捕获异常并且执行catch块；

如果有异常抛出，错误捕获异常，程序会继续向上抛出异常，如果每一层都没有正确捕获，程序仍然终止。

#include <iostream>using namespace std;double division(double &a,double &b){if(b == 0){//int test(0);string test("输入的第一个数是零");throw test;}return a/b;
}double input(){double a,b;cout << "输入除数和被除数：" << endl;cin >> a >> b;double c;try{c = division(a,b);        //尝试运行函数}catch(double &e){               //类型不匹配会捕获失败，向上抛出异常//打印错误信息cout << e << endl;//错误处理return 0;}cout << "结果是：" << c << endl;return c;
}int main (){cout << "程序开始" << endl;try{input();                    //尝试运行}catch(string &e){               //此处捕获成功成功cout << e << endl;return 0;}cout << "程序结束" << endl;return 0;
}

没有打印程序结束，因为最外层捕获到异常打印后直接退出程序了。 

4.标准异常体系

4.1 基础知识：

C++给常见的异常类型进行了定义和分类，引入头文件#include<stdexcept>后可以使用。

C++中这个体系比较薄弱，就是类型比较少，可以自行扩展。

自定义一个类型，继承某个异常类型后就可以使用，在C++中异常类型也是被做成类,然后继承出多个派生类来使用的。左边图中最上面的异常类型就死所有异常的基类，依次往后继承出多个派生类异常类型。

4.2 尝试捕获out_of_range标准异常

#include <iostream>
#include <stdexcept>using namespace std;int main (){cout << "程序开始" << endl;string s("hello");try{s.at(100);}catch(out_of_range &e){cout << e.what() << endl;}cout << "程序结束" << endl;return 0;
}

 这就是越界的时候，错误的详细信息，不捕获打印详细信息就只能看到上面的错误类型，还会使程序奔溃。正常处理完异常后还可以继续运行其他程序语句。

4.3 自定义类型异常

继承的是所有异常类型的基类，开创一个新的异常类型分支，然后重新定义异常信息。

#include <iostream>
#include <stdexcept>using namespace std;class MyEcepthion:public exception{
public:// 覆盖what函数// throw():异常规格说明// 表示此函数不会出现任何异常的抛出const char * what() const throw(){          //自定义类型异常return "自定义异常";}};int Mstrcmp(string a, string b){if(a == "1" || b == "1"){                   //输入字符串是1throw MyEcepthion();                    //抛出异常}return 0;
}int input(){string a;string b;cout << "输入两个字符串：" << endl;cin >> a >> b;try{Mstrcmp(a,b);}catch(MyEcepthion &e){                  //捕获异常cout << e.what() << endl;return 0;}return 1;
}int main (){cout << "程序开始" << endl;input();cout << "程序结束" << endl;return 0;
}

5.多重捕获

一个try块可以配合多个catch块同时匹配，因为一个catch块只能捕获一种类型错误信息，如果try内语句设置多中类型的异常，应该对多种异常都进行捕获。

#include <iostream>
#include <stdexcept>using namespace std;class MyEcepthion:public exception{
public:const char * what() const throw(){          //自定义类型异常return "自定义异常";}};int input(int type){try{if(type == 1){string a = "hello";cout << a.at(100) << endl;              //抛出越界异常}else if(type == 2){throw overflow_error("这是一个神奇的错误");      //抛出溢出错误}else{throw MyEcepthion();                //抛出自定义异常}}catch(out_of_range &e){                 //捕获越界异常cout << e.what() << endl;return 0;}catch(overflow_error &e){               //捕获溢出异常cout << e.what() << endl;return 0;}catch(MyEcepthion &e){                  //捕获自定义异常cout << e.what() << endl;return 0;}return 1;
}int main (){cout << "程序开始" << endl;int type;cin >> type;                    //输入类型input(type);cout << "程序结束" << endl;return 0;
}

输入1： 

输入2：

输入3： 

6.粗略捕获

6.1 粗略捕获标准异常

catch内捕获异常的类型设置为标准异常的基类，这样就可以捕获所有派生类异常，这提现了多态的性质，基类指针指向（引用）派生类对象）。 

特点：

越粗略的捕获所处位置越靠后，目的是捕获精确捕获没有捕获到的异常，防止程序崩溃。

#include <iostream>
#include <stdexcept>using namespace std;class MyEcepthion:public exception{
public:const char * what() const throw(){          //自定义类型异常return "自定义异常";}};int input(int type){try{if(type == 1){string a = "hello";cout << a.at(100) << endl;              //抛出越界异常}else if(type == 2){throw overflow_error("这是一个神奇的错误");      //抛出溢出错误}else{throw MyEcepthion();                //抛出自定义异常}}catch(out_of_range &e){                 //捕获越界异常cout << e.what() << endl;return 0;}/*catch(overflow_error &e){               //捕获溢出异常cout << e.what() << " 溢出异常" << endl;return 0;}*/catch(MyEcepthion &e){                  //捕获自定义异常cout << e.what() << endl;return 0;}catch(exception &e){                    //粗略捕获，类型2被注释掉，只能被粗略捕获cout << e.what() << "  粗略捕获" << endl;        return 0;}return 1;
}int main (){cout << "程序开始" << endl;int type;cin >> type;                    //输入类型input(type);cout << "程序结束" << endl;return 0;
}

6.2 捕获所有异常

可以使用...代替catch内的内容，表示捕获所以类型的异常，包括throw抛出的int等类型数据。

#include <iostream>
#include <stdexcept>using namespace std;class MyEcepthion:public exception{
public:const char * what() const throw(){          //自定义类型异常return "自定义异常";}};int input(int type){try{if(type == 1){string a = "hello";cout << a.at(100) << endl;              //抛出越界异常}else if(type == 2){throw overflow_error("这是一个神奇的错误");      //抛出溢出错误}else if(type == 3){throw MyEcepthion();                //抛出自定义异常}else{                                   //抛出int类型的数据throw 2;}}catch(out_of_range &e){                 //捕获越界异常cout << e.what() << endl;return 0;}/*catch(overflow_error &e){               //捕获溢出异常cout << e.what() << " 溢出异常" << endl;return 0;}*/catch(MyEcepthion &e){                  //捕获自定义异常cout << e.what() << endl;return 0;}catch(exception &e){                    //粗略捕获cout << e.what() << "  粗略捕获" << endl;return 0;}catch(...){                                 //最后收尾，捕获所有类型异常，包括数据cout << "捕获全部异常" << endl;}return 1;
}int main (){cout << "程序开始" << endl;int type;cin >> type;                    //输入类型input(type);cout << "程序结束" << endl;return 0;
}