C++ 入门第27天：异常处理详细讲解
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C++ 入门第27天：异常处理详细讲解
前言
在 C++ 开发中，异常处理是一种重要的错误处理机制，它能够让程序在遇到错误时优雅地处理，而不是直接崩溃。C++ 提供了 try-catch-throw 语法来捕获和处理异常。
今天，我们将学习：
（1）异常的基本概念
（2）如何抛出和捕获异常
（3）标准异常类 std::exception
（4）自定义异常
1. 什么是异常？
异常（Exception） 是指程序运行时发生的错误，例如：
1、除零错误
2、访问越界
3、内存分配失败
4、文件打开失败
C++ 提供了 异常机制，允许程序在错误发生时抛出异常，并由调用者捕获并处理。
2. try-catch-throw 语法
2.1 基本用法
#include <iostream>
using namespace std;
int main() {
try {
throw "发生异常！"; // 抛出异常
} catch (const char* msg) { // 捕获异常
cout << "捕获异常：" << msg << endl;
}
return 0;
}
运行结果：
捕获异常：发生异常！
其中主要是三个关键字的使用：
throw 关键字用于抛出异常。
try 代码块包裹可能发生异常的代码。
catch 代码块用于捕获并处理异常。
3. 抛出和捕获不同类型的异常
C++ 允许抛出各种类型的异常，包括 int、double、string 等。
#include <iostream>
using namespace std;
void testException(int type) {
if (type == 1)
throw 404; // 抛出整数
else if (type == 2)
throw 3.14; // 抛出浮点数
else if (type == 3)
throw string("异常信息！"); // 抛出字符串
}
int main() {
try {
testException(3);
} catch (int e) {
cout << "捕获整数异常：" << e << endl;
} catch (double e) {
cout << "捕获浮点数异常：" << e << endl;
} catch (string e) {
cout << "捕获字符串异常：" << e << endl;
}
return 0;
}
运行结果：
捕获字符串异常：异常信息！
注意：
catch语句的顺序很重要，应从具体类型到通用类型（catch (...)）。- 如果没有匹配的
catch语句，程序会终止。
4. 使用 std::exception 进行异常处理
C++ 标准库提供了 std::exception 及其子类，用于处理不同类型的异常：
4.1 std::exception 基础用法
#include <iostream>
#include <exception>
using namespace std;
int main() {
try {
throw exception(); // 抛出标准异常
} catch (const exception& e) {
cout << "捕获标准异常：" << e.what() << endl;
}
return 0;
}
注意，其中e.what() 返回异常信息，默认是 "std::exception"。
4.2 std::runtime_error 和 std::logic_error
C++ 提供了两个常见的异常类型：
（1）runtime_error：用于运行时错误（如除零、文件未找到）。
（2）logic_error：用于逻辑错误（如数组越界）。
#include <iostream>
#include <stdexcept>
using namespace std;
int main() {
try {
throw runtime_error("运行时错误！");
} catch (const runtime_error& e) {
cout << "捕获 runtime_error：" << e.what() << endl;
}
return 0;
}
运行结果：
捕获 runtime_error：运行时错误！
5. 自定义异常类
如果标准异常不能满足需求，可以定义自己的异常类，继承 std::exception。
#include <iostream>
#include <exception>
using namespace std;
// 自定义异常类
class MyException : public exception {
public:
const char* what() const noexcept override {
return "自定义异常发生！";
}
};
int main() {
try {
throw MyException();
} catch (const MyException& e) {
cout << "捕获异常：" << e.what() << endl;
}
return 0;
}
运行结果：
捕获异常：自定义异常发生！
自定义异常类要注意两个要点：
（1）继承 std::exception 并重写 what() 方法。
（2）noexcept 关键字表示 what() 不会抛出异常。
6. catch(...) 捕获所有异常
如果不确定会抛出什么类型的异常，可以使用 catch(...) 捕获所有异常。
#include <iostream>
using namespace std;
int main() {
try {
throw 3.14; // 抛出一个 double 类型的异常
} catch (...) {
cout << "捕获了未知异常！" << endl;
}
return 0;
}
运行结果：
捕获了未知异常！
catch(...) 通常放在最后，以捕获所有未处理的异常。
7. noexcept 关键字
C++11 引入了 noexcept，用于标识一个函数不会抛出异常。
#include <iostream>
using namespace std;
void safeFunction() noexcept {
cout << "这个函数不会抛出异常" << endl;
}
int main() {
safeFunction();
return 0;
}
使用noexcept的作用是，一方面告诉编译器该函数不会抛出异常，可以优化性能。另一方面，如果 noexcept 函数抛出异常，程序会调用 std::terminate() 终止。
8. 总结
以上就是 C++ 11 中异常处理操作的基础详细知识点了。从异常的基本概念，到try-catch-throw 语句的使用方法，再到标准异常 std::exception 及其子类，以及我们还可以自定义异常，使用 catch(...) 捕获所有异常，还有noexcept 关键字。异常处理是编写健壮 C++ 程序的关键技巧。合理使用异常，可以提高程序的稳定性，并让错误处理更加清晰。
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加油吧，预祝大家变得更强！