异常概述

1. 异常处理的重要性和作用： 异常处理是编程中的一个核心组成部分，因为它提供了一种方法来处理程序运行时可能遇到的意外情况，例如文件未找到、网络连接丢失或无效的用户输入等。当这些情况发生时，程序可以优雅地处理它们，而不是崩溃或产生未定义的行为。正确的异常处理可以帮助：

• 保持程序的稳定性
• 提供更友好的用户体验
• 使开发者更容易地调试和诊断问题
• 确保程序的安全性

2. C++中异常处理的基本概念：

Cpp异常处理的三个关键字：try、catch、throw。

• 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。
• 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。
• 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。

标准异常

Cpp 标准库中提供了一组预定义的异常类，它们是从std::exception类派生出来的，并在<exception>头文件中定义。这些异常类形成了一个层次结构，以便您可以编写捕获一般异常的处理程序，或更具体地捕获某些特定类型的异常。

以下是C++标准异常类的部分层次结构：

1. std::exception
   • 基类，可以捕获所有从这个类派生出来的异常。
   • 提供了一个虚拟成员函数what()，返回一个表示异常原因的C风格字符串。
2. std::bad_alloc
   • 当new运算符不能为新对象分配足够的内存时抛出。
3. std::bad_cast
   • 当用dynamic_cast进行不合法的类型转换时抛出。
4. std::logic_error
   • 表示程序逻辑错误。
   • std::domain_error
     • 当函数接收到超出其定义域的参数时抛出。
   • std::invalid_argument
     • 当提供了无效的参数时抛出。
   • std::length_error
     • 当试图创建超过最大大小的std::string时抛出。
   • std::out_of_range
     • 例如，当使用std::vector::at()访问超出范围的元素时抛出。
5. std::runtime_error
   • 表示在运行时检测到的错误。
   • std::overflow_error
     • 当发生算术上溢时抛出。
   • std::underflow_error
     • 当发生算术下溢时抛出。
   • std::range_error
     • 当算术操作的结果不适用于其定义域时抛出。

try / catch 语句

在C++中，try/catch语句为程序提供了一个捕获和处理运行时异常的机制，使得程序在遭遇预期外的错误时不会崩溃，而是能够进行优雅的异常处理。这种结构允许代码在可能抛出异常的try块中执行，并使用一个或多个catch块来捕获和处理这些异常。

语法示例：

try {// 代码，可能会抛出异常
}
catch (ExceptionType1 e1) {// 处理ExceptionType1类型的异常
}
catch (ExceptionType2 e2) {// 处理ExceptionType2类型的异常
}
... 
catch (...) {// 捕获所有其他类型的异常
}

• 简单的示例

  #include <iostream>#include <stdexcept>  // 需要这个头文件来使用内置的异常类型int main() {try {// 尝试执行可能会抛出异常的代码int dividend = 10;int divisor = 0;if (divisor == 0) {throw std::runtime_error("除数不能为零！");  // 使用throw关键字抛出一个异常}int result = dividend / divisor;std::cout << "结果是：" << result << std::endl;} catch (const std::runtime_error &e) {// 捕获并处理异常std::cout << "发生了一个错误：" << e.what() << std::endl;  // e.what()返回异常的描述信息}return 0;}

在这个例子中，当发现除数为0时，我们使用throw抛出一个std::runtime_error异常。eatch块会捕获这个异常并处理它，使程序不会崩溃，并给用户提供一个有意义的错误消息。

自定义异常

自定义异常的操作步骤：

1. 创建异常类
   • 自定义异常通常通过继承标准的exception类来创建。
   • 覆盖what()方法，返回描述异常的字符串。
2. 抛出自定义异常:
   • 使用throw关键字，如同使用内置异常一样。
3. 捕获自定义异常:
   • 使用try/catch块捕获自定义异常，与捕获内置异常相同。

示例：

#include <iostream>
#include <exception>// 1. 创建自定义异常类
class DivideByZeroException : public std::exception {
public:const char* what() const throw() {return "Attempted to divide by zero!";}
};double divide(double a, double b) {if (b == 0.0) {throw DivideByZeroException();  // 2. 抛出自定义异常}return a / b;
}int main() {try {std::cout << divide(10.0, 0.0) << std::endl;}catch (const DivideByZeroException& e) {  // 3. 捕获自定义异常std::cout << "Error: " << e.what() << std::endl;}return 0;
}