C++ 异常

目录

一、c语言传统的处理错误方式

二、c++异常

三、异常的抛出和匹配原则

四、在函数调用链中异常栈展开匹配原则

五、实践运用

六、异常规范

七、异常优点

八、异常缺点

九、常见异常类型

一、c语言传统的处理错误方式

1、终止程序，如assert断言。
2、返回错误码：返回一个编号，这个编号对应某个错误，需要你自己去查。

二、c++异常

异常是一种处理问题的方式，当一个函数发现自己无法处理的错误时，就可以抛出异常，告诉你错了什么，错在哪里，然后让函数的直接/间接调用者来处理这个错误。
为了实现异常，需要增加三个关键字：throw,catch,try.
throw：当出现异常时，程序会抛出一个异常。（本质是抛出一个对象，可以抛出任意类型的对象，例如char、int或者自定义类型均可。）
如果有一个块抛出异常，捕获异常的方法会用到try和catch关键字。
try：内部放置可能会出现异常的代码，try块中的代码被称为保护代码。
catch：捕获异常，内置对异常的处理代码。
语法使用格式如下：

try

{ // 保护代码 (有可能会出错的代码)}

catch( ExceptionName e1 )

{ // catch 块（处理异常的代码） }

catch( ExceptionName e2 )

{ // catch 块 }

catch( ExceptionName eN )

{ // catch 块 }

一个try块内可能会抛出多个异常，就需要多个catch来捕获
每一个catch匹配一个类型，catch捕获的机制就是类型匹配。
try如果没有异常发生，就会直接跳过catch

三、异常的抛出和匹配原则

1、异常通常是由抛出对象引发的，该对象的类型决定了应该激活哪个catch的处理代码
2、被选中的处理代码，是调用链中于该对对象类型匹配且离抛出异常位置最近的。
    也就是说即使有多个catch匹配，但是匹配一个，离抛出最近的那个。
3、抛出异常的对象后，会生成一个异常对象的拷贝，因为抛出的异常对象可能是一个局部对象，
    多以会产生一个拷贝对象，这个拷贝的临时对象会被在catch后销毁。
4、catch(...)可以捕获任何类型的异常，只是不知道异常的错误具体是什么
5、实际中抛出和捕获的匹配原则有个例外，并不都是类型完全匹配的，可以抛出的派生类对象。

四、在函数调用链中异常栈展开匹配原则

1、首先检查throw本身是否在try块内部，（我自己抛，我就在原地处理）如果是，则在再检查匹配的catch。如果有匹配的catch，则到调用catch的地方处理
2、如果没有匹配，则退出当前栈，继续在调用栈中进行查找匹配的catch
3、如果到了main函数的栈帧，依旧没有匹配的catch，就会终止程序。
上述沿着调用链查找匹配catch的过程成为栈展开。
所以，我们在main函数最后都要加一个catch(...)来捕获任意异常类型，否则没有捕获到异常，程序将会终止。
因为异常必须被处理。否则程序就会被直接终止。
一般异常都是在外层去捕获。 
4、找到匹配的catch处理异常后，会继续沿着catch语句后面的代码继续执行。
    也就是异常捕获成功后，后面的程序正常执行。

五、实践运用

但是上述的捕获异常的方式，比较麻烦。
为什么？
因为一个项目的运行，可能会抛出各种类型的异常，
这就导致我们的外层程序员手忙脚乱，冷不丁就会那里出异常。
而且即使是catch(...)这种方式，抛出的是未知异常，无法彻底解决。
那么，到底怎么办呢？

可以抛出派生类对象，捕获基类对象。（实践当中非常好用）
抛出的都是派生类，这里就使用了多态的特性
1、虚函数重写
2、父类/基类的指针/引用调用
抛出那个派生类的异常就会调用那个的虚函数。

//这种格式代表：捕获什么，抛出什么
catch(...)
{
throw ;
}

不要在构造函数和析构函数中抛出异常：
有可能回导致某些位置没有被初始化或者
某些位置没有被析构

六、异常规范

为了让函数使用者知道该函数可能回抛出的异常有那些：
1、可以在函数后面接throw（类型），括号中列出可能抛出的所有异常类型。
2、函数的后面接throw()，表示不抛出异常
3、若没有异常接口声明，该函数可能回抛出任何类型的异常。
c++新增规范：noexcept
在函数后面加上noexcept表示不会抛出异常。
没有写，有可能回抛出异常

七、异常优点

1、清晰准确的描述错误的信息，帮助更好的定位程序的bug
2、传统返回错误代码编号，需要到层层返回，到代码的最外层才能获取错误，
但是异常捕获直接就跳到catch位置返回和处理。
3、更好的处理一些函数错误。例如越界，传统只能终止程序，而且无法返回错误编码。
异常就可以很好的处理

八、异常缺点

1、程序执行流乱跳，比较混乱，难以追踪调试
2、额外性能开销（但基本忽略不计）
3、c++没有垃圾回收机制，资源自己管理，异常很容易导致内存泄露，死锁等问题
4、c++标准库的异常体系不太好，导致大家各自定义各自的异常体系，混乱。
5、有了异常以后，会导致异常使用不规范，程序的总体管理、运维、沟通成本上升。
 

九、常见异常类型