C++ 例外处理 try throw catch

例外处理

程式中可能会发生的错误有三种，分别是语法错误(syntax error) 、执行期间错误(runtime error) 及语意错误(semantic error) ，其中编译器会直接检查出语法错误，如果含有语法错误的程式无法过编译，例如

$ g++ u06.cpp
u06.cpp:4:14：错误：声明末尾应有“；”
   int a = 12
             ^
             ；
生成 1 个错误。
$

u06.cpp档案中漏打一个分号，编译器挑出错误并印出相关资讯。

语意错误比较麻烦，若一个程式中有语意错误，这个程式可以顺利通过编译，却会跑出非预期的结果。有语意错误的程式必须重新检查程式的逻辑，手动找出错误并修正错误，因此大型软体通常依功能拆分成各个小模组，每个小模组都分开测试，都测试无误后才重新整合为单一软体。

至于执行期间错误通常不是程式逻辑的问题，像是存档时档案不存在或是储存空间不够都会造成发生错误，这些错误发生的原因都不是程式的问题。因此C++ 提供一套例外处理(exception handling) 的机制，让我们写程式可以检查执行期间错误。

下面我们分成数个部分介绍C++ 的例外处理

try throw catch 

例外处理为控制程式发生错误后的机制， C++ 使用try、throw与catch三个关键字(keyword) 进行例外处理。

try后面的大括弧用来放可能会发生错误的程式码，在会发生错误的地方用throw丢出例外(exception) ，catch依据例外的型态(type) 进行处理。举例如下

#include <iostream>
  
int main() {
    int i = -1; 
    
    try {
        if (i < 0) {
            throw "something wrong...";
        }
    }
    catch (const char* message) {
        std::cout << message << std::endl;
    }
    
    return 0;
}

假设i小于0会发生错误，因此检查i是否小于0，如果小于0就用throw丢出"something wrong..."的例外

try {
    if (i < 0) {
        throw "something wrong...";
    }
}

对应到catch的部份，例外型态就是const的字元指标(pointer)

catch (const char* message) {
    std::cout << message << std::endl;
}

意思就是抓到字串(string) 的例外型态，因为throw后面就是丢出字串。

编译执行，结果如下

$./a.out 复制代码
有事吗...
$

例外的型态可以是标准程式库(standard library) 中的型态，或是自订的型态，例如

#include <iostream>
  
struct BadValue : public std::exception {};
    
double divide(double a, double b) {
    if (b == 0) {
        throw BadValue();
    }
    
    return a / b;
}

int main() {
    try {
        std::cout << divide(20, 5) << std::endl;
        std::cout << divide(20, 4) << std::endl;
        std::cout << divide(20, 3)  << std::endl;
        std::cout << divide(20, 2) << std::endl;
        std::cout << divide(20, 1) << std::endl;
        std::cout << divide(20, 0) << std::endl;
    }
    catch (BadValue e) {
        std::cout << "something wrong..."  << std::endl;
    }
    
    return 0;
}

这里的BadValue继承自标准程式库中的exception

struct BadValue : public std::exception {};

由于除法在分母为0时无法计算，因此在divide() 函数(function) 中遇到分母为0时就throw出一个例外

double divide(double a, double b) {
    if (b == 0) {
        throw BadValue();
    }
    
    return a / b;
}

try部份的程式码会逐一执行，碰到发生例外就会跳到catch的部份，编译执行结果如下

$ g++ u0601_2.cpp
$./a.out 复制代码
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5
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20
有事吗...
$