C++异常详细介绍
C++异常是一种处理程序运行时错误的机制，它允许程序在检测到错误时跳转到预定义的错误处理代码，而不必通过函数返回值层层传递错误信息。
异常的基本概念
- 异常抛出（throw）：当程序检测到错误时，使用
throw关键字抛出一个异常对象 - 异常捕获（catch）：使用
try-catch块捕获并处理抛出的异常 - 异常传播：如果当前函数不能处理异常，异常会沿着函数调用栈向上传播，直到找到合适的处理代码
异常处理的基本语法
代码语言：javascript
代码运行次数：0
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AI代码解释
try {// 可能抛出异常的代码if (error_condition) {throw exception_object; // 抛出异常}
}
catch (exception_type1 e) {// 处理type1类型的异常
}
catch (exception_type2 e) {// 处理type2类型的异常
}
catch (...) {// 处理所有其他类型的异常（通配符）
}异常类型
C++允许抛出任何类型的异常，包括：
- 基本数据类型：如
int、char等
代码语言：javascript
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AI代码解释
throw 404; // 抛出整数异常
throw "Not found"; // 抛出字符串字面量异常- 自定义类型：通常是类或结构体
代码语言：javascript
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AI代码解释
class MyException {
private:string message;
public:MyException(string msg) : message(msg) {}string getMessage() const { return message; }
};// 抛出自定义异常
throw MyException("发生了错误");- 标准库异常：C++标准库提供了一系列异常类，定义在
<exception>头文件中，主要包括：
-
std::exception：所有标准异常的基类 -
std::runtime_error：运行时错误 -
std::logic_error：逻辑错误 -
std::out_of_range：超出范围错误（如数组越界） -
std::invalid_argument：无效参数错误
异常规范（C++11前）
早期C++允许使用异常规范指定函数可能抛出的异常类型：
代码语言：javascript
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AI代码解释
// 声明该函数可能抛出int或string类型的异常
void func() throw(int, string) {// ...
}// 声明该函数不抛出任何异常
void func() throw() {// ...
}C++11引入了noexcept关键字替代异常规范：
代码语言：javascript
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AI代码解释
// 声明该函数不会抛出任何异常
void func() noexcept {// ...
}// 条件性noexcept
void func() noexcept(condition) {// ...
}异常处理的最佳实践
- 只在异常情况下使用异常：不要将异常用于常规控制流
- 捕获适当的异常类型：避免过度使用
catch(...) - 按引用捕获异常：避免异常对象的复制，同时允许捕获派生类异常
代码语言：javascript
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AI代码解释
catch (const MyException& e) { // 推荐使用const引用// ...
}- 清理资源：使用RAII（资源获取即初始化）技术确保资源正确释放
- 异常安全：设计函数时考虑异常发生时的状态一致性
异常的优缺点
优点：
- 分离正常代码和错误处理代码，提高可读性
- 可以在调用链的任意层次处理异常，不必每层都检查错误
- 能够传递更丰富的错误信息
缺点：
- 可能影响性能（异常处理代码通常不被编译器优化）
- 过度使用会使程序逻辑变得复杂
- 可能导致资源泄露（如果没有正确处理）
示例：完整的异常处理程序
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AI代码解释
#include <iostream>
#include <stdexcept>
#include <string>using namespace std;// 除法函数，当除数为0时抛出异常
double divide(double num, double den) {if (den == 0) {throw invalid_argument("除数不能为0");}return num / den;
}int main() {try {double result = divide(10, 0);cout << "结果: " << result << endl;}catch (const invalid_argument& e) {cerr << "错误: " << e.what() << endl;}catch (...) {cerr << "发生了未知错误" << endl;}return 0;
}这个例子中，divide函数在检测到除数为0时抛出invalid_argument异常，main函数中的try-catch块捕获并处理这个异常，确保程序能够优雅地处理错误情况。