【C++详解】——异常

news2024/11/24 4:21:31

目录

C语言传统的处理错误的方式

C++异常概念 

异常的使用

异常的抛出和捕获

异常的重新抛出 

异常安全

异常规范

自定义异常体系

C++标准库的异常体系

异常的优缺点

C语言传统的处理错误的方式

传统的错误处理机制

  • 终止程序，如assert。缺陷：用户难以接受。如发生内存错误，除0错误时就会终止程序。
  • 返回错误码。缺陷：需要程序员自己去查找对应的错误。如系统的很多库的接口函数都是通过把错误码放到errno中，表示错误

实际中C语言基本都是使用返回错误码的方式处理错误，部分情况下使用终止程序处理非常严重的
错误。

C++异常概念 

异常是一种处理错误的方式，当一个函数发现自己无法处理的错误时就可以抛出异常，让函数的
直接或间接的调用者处理这个错误。

  • 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。
  • 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，可以有多个catch进行捕获。
  • 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。

如果有一个块抛出一个异常，捕获异常的方法会使用try和catch关键字。try块中放置可能抛出异常的代码，try块中的代码被称为保护代码。使用 try/catch语句的语法如下所示：

try
{
	//被保护的代码
}
catch (ExceptionName e1)
{
	//catch块
}
catch (ExceptionName e2)
{
	//catch块
}
catch (ExceptionName eN)
{
	//catch块
}

异常的使用

异常的抛出和捕获

异常的抛出和匹配原则

  • 异常是通过抛出对象而引发的，该对象的类型决定了应该激活哪个catch的处理代码。
  • 被选中的处理代码是调用链中与该对象类型匹配且离抛出异常位置最近的那一个。
  • 抛出异常对象后，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临时对象，所以会生成一个拷贝对象，这个拷贝的临时对象会在被catch以后销毁。（这里的处理类似于函数的传值返回）
  • catch(...)可以捕获任意类型的异常，问题是不知道异常错误是什么。
  • 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，可以抛出派生类对象，使用基类捕获，这个在实际中非常实用。

在函数调用链中异常栈展开匹配原则

  • 首先检查throw本身是否在try块内部，如果是再查找匹配的catch语句。如果有匹配的，则调到catch的地方进行处理。
  • 没有匹配的catch则退出当前函数栈，继续在调用函数的栈中进行查找匹配的catch。
  • 如果到达main函数的栈，依旧没有匹配的，则终止程序。上述这个沿着调用链查找匹配的catch子句的过程称为栈展开。所以实际中我们最后都要加一个catch(...)捕获任意类型的异常，否则当有异常没捕获，程序就会直接终止。
  • 找到匹配的catch子句并处理以后，会继续沿着catch子句后面继续执行。

具体例子看下面代码： 

double Division(int a, int b)
{
	// 当b == 0时抛出异常
	if (b == 0)
		throw "Division by zero condition!";
	else
		return ((double)a / (double)b);
}

void Func()
{
	int len, time;
	cin >> len >> time;
	cout << Division(len, time) << endl;
}

int main()
{
	try 
	{
		Func();
	}
	catch (const char* errmsg)
	{
		cout << errmsg << endl;
	}
	catch (...) 
	{
		cout << "unkown exception" << endl;
	}
	return 0;

}

异常的重新抛出 

有可能单个的catch不能完全处理一个异常，在进行一些校正处理以后，希望再交给更外层的调用
链函数来处理，catch则可以通过重新抛出将异常传递给更上层的函数进行处理。

如果直接让最外层捕获异常进行处理可能会引发一些问题。比如：

double Division(int a, int b)
{
	// 当b == 0时抛出异常
	if (b == 0)
	{
		throw "Division by zero condition!";
	}
	return (double)a / (double)b;
}
void Func()
{
	int* array = new int[10];
	int len, time;
	cin >> len >> time;
	cout << Division(len, time) << endl;
	
	cout << "delete []" << array << endl;
	delete[] array;
}
int main()
{
	try
	{
		Func();
	}
	catch (const char* errmsg)
	{
		cout << errmsg << endl;
	}
	return 0;
}

如果只在Division函数中抛异常，那么Func函数中调用Division函数出现除0错误时，会直接跳转到main函数中被捕获，而不会继续执行Func函数中后面的代码，也就不会释放动态开辟的array数组，从而导致内存泄漏。为了避免这种情况的发生，可以在Func中捕获异常之后处理好内存泄漏问题再重新抛异常，让main函数统一处理异常。

修改后代码：

double Division(int a, int b)
{
	// 当b == 0时抛出异常
	if (b == 0)
	{
		throw "Division by zero condition!";
	}
	return (double)a / (double)b;
}
void Func()
{
	// 这里可以看到如果发生除0错误抛出异常，另外下面的array没有得到释放。
	// 所以这里捕获异常后并不处理异常，异常还是交给外面处理，这里捕获了再
	// 重新抛出去。
	int* array = new int[10];
	try {
		int len, time;
		cin >> len >> time;
		cout << Division(len, time) << endl;
	}
	catch (...)
	{
		cout << "delete []" << array << endl;
		delete[] array;
		throw;
	}
	// ...
	cout << "delete []" << array << endl;
	delete[] array;
}
int main()
{
	try
	{
		Func();
	}
	catch (const char* errmsg)
	{
		cout << errmsg << endl;
	}
	return 0;
}

说明一下：

  • func中的new和delete之间可能还会抛出其他类型的异常，因此在fun中最好用catch(...)的方式进行捕获，将申请到的内存delete后再通过throw重新抛出。
  • 重新抛出异常对象时，throw后面可以不用指明要抛出的异常对象（正好也不知道catch(...)的方式捕获到的具体是什么异常对象）。

异常安全

  • 构造函数完成对象的构造和初始化，最好不要在构造函数中抛出异常，否则可能导致对象不完整或没有完全初始化
  • 析构函数主要完成资源的清理，最好不要在析构函数内抛出异常，否则可能导致资源泄漏(内存泄漏、句柄未关闭等)
  • C++中异常经常会导致资源泄漏的问题，比如在new和delete中抛出了异常，导致内存泄漏，在lock和unlock之间抛出了异常导致死锁。

异常规范

  • 异常规格说明的目的是为了让函数使用者知道该函数可能抛出的异常有哪些。 可以在函数的后面接throw(类型)，列出这个函数可能抛掷的所有异常类型。
  • 函数的后面接throw()，表示函数不抛异常。
  • 若无异常接口声明，则此函数可以抛掷任何类型的异常。
//C++98
// 这里表示这个函数会抛出A/B/C/D中的某种类型的异常
void fun() throw(A，B，C，D);
// 这里表示这个函数只会抛出bad_alloc的异常
void* operator new (std::size_t size) throw (std::bad_alloc);
// 这里表示这个函数不会抛出异常
void* operator delete (std::size_t size, void* ptr) throw();


// C++11 中新增的noexcept，表示不会抛异常
thread() noexcept;
thread (thread&& x) noexcept;

【注意】异常规范仅仅是一个规范，检查并不严格，所以要注意一个函数没有遵守规范的情况。

自定义异常体系

实际使用中很多公司都会自定义自己的异常体系进行规范的异常管理，因为一个项目中如果大家
随意抛异常，那么外层的调用者基本就没办法玩了，所以实际中都会定义一套继承的规范体系。
这样大家抛出的都是继承的派生类对象，捕获一个基类就可以了。

最基础的异常类至少需要包含错误编号和错误描述两个成员变量，甚至还可以包含当前函数栈帧的调用链等信息。该异常类中一般还会提供两个成员函数，分别用来获取错误编号和错误描述。比如： 

class Exception
{
public:
	Exception(const string& errmsg, int id)
		:_errmsg(errmsg)
		, _id(id)
	{}
	virtual string what() const
	{
		return _errmsg;
	}
protected:
	string _errmsg;
	int _id;
};

其他模块如果要对这个异常类进行扩展，必须继承这个基础的异常类，可以在继承后的异常类中按需添加某些成员变量，或是对继承下来的虚函数what进行重写，使其能告知程序员更多的异常信息。比如：

//服务器开发中通常使用的异常继承体系
//数据库异常
class SqlException : public Exception
{
public:
	SqlException(const string& errmsg, int id, const string& sql)
		:Exception(errmsg, id)
		, _sql(sql)
	{}
	virtual string what() const
	{
		string str = "SqlException:";
		str += _errmsg;
		str += "->";
		str += _sql;
		return str;
	}
private:
	const string _sql;
};

//缓存异常
class CacheException : public Exception
{
public:
	CacheException(const string& errmsg, int id)
		:Exception(errmsg, id)
	{}
	virtual string what() const
	{
		string str = "CacheException:";
		str += _errmsg;
		return str;
	}
};

//网络异常
class HttpServerException : public Exception
{
public:
	HttpServerException(const string& errmsg, int id, const string& type)
		:Exception(errmsg, id)
		, _type(type)
	{}
	virtual string what() const
	{
		string str = "HttpServerException:";
		str += _type;
		str += ":";
		str += _errmsg;
		return str;
	}
private:
	const string _type;
};

说明一下：

  • 异常类的成员变量不能设置为私有，因为私有成员在子类中是不可见的。
  • 基类Exception中的what成员函数最好定义为虚函数，方便子类对其进行重写，从而达到多态的效果。

C++标准库的异常体系

C++ 提供了一系列标准的异常，我们可以在程序中使用这些标准的异常。它们是以父子类层次结构组织起来的，如下所示：

【说明】：实际中我们可以可以去继承exception类实现自己的异常类。但是实际中很多公司像上面一样自己定义一套异常继承体系。因为C++标准库设计的不够好用。

异常的优缺点

异常的优点 

  • 异常对象定义好了，相比错误码的方式可以清晰准确的展示出错误的各种信息，甚至可以包含堆栈调用的信息，这样可以帮助更好的定位程序的bug。
  • 返回错误码的传统方式有个很大的问题就是，在函数调用链中，深层的函数返回了错误，那么我们得层层返回错误，最外层才能拿到错误，具体看下面的详细解释：
  • // 1.下面这段伪代码我们可以看到ConnnectSql中出错了，先返回给ServerStart，
//ServerStart再返回给main函数，main函数再针对问题处理具体的错误。
// 2.如果是异常体系，不管是ConnnectSql还是ServerStart及调用函数出错，都不用检查，因
//为抛出的异常异常会直接跳到main函数中catch捕获的地方，main函数直接处理错误。
int ConnnectSql()
{
	// 用户名密码错误
	if (...)
		return 1;
	// 权限不足
	if (...)
		return 2;
}
int ServerStart() {
	if (int ret = ConnnectSql() < 0)
		return ret;
	int fd = socket()
		if（fd < 0）
		return errno;
}
int main()
{
	if (ServerStart() < 0)
		...
		return 0;
}

  • 很多的第三方库都包含异常，比如boost、gtest、gmock等等常用的库，那么我们使用它们
    也需要使用异常。

  • 部分函数使用异常更好处理，比如构造函数没有返回值，不方便使用错误码方式处理。比如
    T& operator这样的函数，如果pos越界了只能使用异常或者终止程序处理，没办法通过返回
    值表示错误。

异常的缺点

  • 异常会有一些性能的开销。当然在现代硬件速度很快的情况下，这个影响基本忽略不计。
  • C++没有垃圾回收机制，资源需要自己管理。有了异常非常容易导致内存泄漏、死锁等异常
    安全问题，比如使用new/malloc/fopen/lock等函数的时候。这个需要使用RAII来处理资源的管理问题。学习成本较高。
  • C++标准库的异常体系定义得不好，导致大家各自定义各自的异常体系，非常的混乱
  • 异常尽量规范使用，否则后果不堪设想，随意抛异常，外层捕获的用户苦不堪言。所以异常
    规范有两点：一、抛出异常类型都继承自一个基类。二、函数是否抛异常、抛什么异常，都
    使用 func()、throw()的方式规范化.

总结：异常总体而言，利大于弊，所以工程中我们还是鼓励使用异常的。另外OO的语言基本都是用异常处理错误，这也可以看出这是大势所趋。

本文来自互联网用户投稿，该文观点仅代表作者本人，不代表本站立场。本站仅提供信息存储空间服务，不拥有所有权，不承担相关法律责任。如若转载，请注明出处：http://www.coloradmin.cn/o/781429.html

如若内容造成侵权/违法违规/事实不符，请联系多彩编程网进行投诉反馈，一经查实，立即删除！

相关文章

国产化测试工具的特色有哪些？

国产化测试工具的特色有哪些？

在软件开发和系统运维过程中&#xff0c;测试工具的选择和应用对于确保软件质量和系统稳定性至关重要。随着我国信息技术的快速发展&#xff0c;国产化测试工具以其独特的特色在市场上崭露头角。那国产化测试工具的特色有哪些&#xff1f; 一、技术创新&#xff1a; 适应多样化…
阅读更多...
在英特尔 CPU 上微调 Stable Diffusion 模型

在英特尔 CPU 上微调 Stable Diffusion 模型

扩散模型能够根据文本提示生成逼真的图像&#xff0c;这种能力促进了生成式人工智能的普及。人们已经开始把这些模型用在包括数据合成及内容创建在内的多个应用领域。Hugging Face Hub 包含超过 5 千个预训练的文生图 模型。这些模型与 Diffusers 库 结合使用&#xff0c;使得构…
阅读更多...
【Qt】安装Qt 5.7.1 MSVC2013 64bit版本的说明

【Qt】安装Qt 5.7.1 MSVC2013 64bit版本的说明

【Qt】安装Qt 5.7.1 MSVC2013 64bit版本的说明 1、背景2、安装Qt 5.7.13、运行Qt Creator 1、背景 刚开始Qt是C库&#xff0c;后来Qt发展就越来越强大了。后来Qt 发展成为一套跨平台C图形用户界面应用程序开发框架。 注意它不但可以开发GUI程序&#xff0c;而且也可用于开发非…
阅读更多...
【数据架构】Data Fabric 架构是实现数据管理和集成现代化的关键

【数据架构】Data Fabric 架构是实现数据管理和集成现代化的关键

D&A 领导者应该了解数据编织架构的关键支柱&#xff0c;以实现机器支持的数据集成。 在日益多样化、分布式和复杂的环境中&#xff0c;数据管理敏捷性已成为组织的任务关键优先事项。为了减少人为错误和总体成本&#xff0c;数据和分析 (D&A) 领导者需要超越传统的数据…
阅读更多...
LangChain+LLM大模型问答能力搭建与思考

LangChain+LLM大模型问答能力搭建与思考

1. 背景 最近&#xff0c;大模型&#xff08;LLMs&#xff0c;Large Language Models&#xff09;可谓是NLP领域&#xff0c;甚至整个科技领域最火热的技术了。凑巧的是&#xff0c;我本人恰好就是NLP算法工程师&#xff0c;面临着被LLMs浪潮淘汰的窘境&#xff0c;决定在焦虑…
阅读更多...
【趟坑记录】d3.zoom()的正确使用姿势 @d3.v7

【趟坑记录】d3.zoom()的正确使用姿势 @d3.v7

【趟坑记录】d3.zoom()的正确使用姿势 d3.v7 文章目录 【趟坑记录】d3.zoom()的正确使用姿势 d3.v7问题重现原因分析解决方案放缩平移写法特殊修改transform函数的写法 总结 在开发一个D3应用的时候遇到了一个 zoom相关的问题&#xff0c;记录解决思路与方案 问题重现 最近在…
阅读更多...
nodejs+vue+elementui学习交流和学习笔记分享系统

nodejs+vue+elementui学习交流和学习笔记分享系统

Node.js 是一个基于 Chrome JavaScript 运行时建立的一个平台。 前端技术&#xff1a;nodejsvueelementui,视图层其实质就是vue页面&#xff0c;通过编写vue页面从而展示在浏览器中&#xff0c;编写完成的vue页面要能够和控制器类进行交互&#xff0c;从而使得用户在点击网页进…
阅读更多...
【Hello mysql】 mysql的事务

【Hello mysql】 mysql的事务

Mysql专栏&#xff1a;Mysql 本篇博客简介&#xff1a;介绍mysql的事务 mysql的事务 事务的概念事务功能测试事务的隔离级别如何理解隔离性&#xff08;粗浅理解&#xff09;隔离级别查看和设置隔离级别四种隔离级别详解读 -- 未提交读 - 提交可重复读串行化一致性的理解 总结 …
阅读更多...
前端学习——ajax (Day4)

前端学习——ajax (Day4)

同步代码和异步代码 回调函数地狱和 Promise 链式调用 回调函数地狱 Promise - 链式调用 <!DOCTYPE html> <html lang"en"><head><meta charset"UTF-8"><meta http-equiv"X-UA-Compatible" content"IEedge&quo…
阅读更多...
python识别极验4滑块验证码实战

python识别极验4滑块验证码实战

闲得无聊&#xff0c;趁着休息研究了一下极验4滑块验证码的安全性&#xff0c;是否有机器识别、自动化拖拽的可能性。首先看一下效果 如何识别验证码 1、下载图片 下载图片可以参考博客《采集极验4滑块验证码图片数据》 2、标记图片 3、标记滑动距离 实现代码 __author__ &…
阅读更多...
算法与数据结构（二十一）前缀和数组差分数组

算法与数据结构（二十一）前缀和数组差分数组

前缀和技巧适用于快速、频繁地计算一个索引区间内的元素之和。 1. 一维数组中的前缀和 先看一道例题&#xff0c;力扣第 303 题「区域和检索 - 数组不可变」&#xff0c;让你计算数组区间内元素的和&#xff0c;这是一道标准的前缀和问题&#xff1a; 题目要求你实现这样一个…
阅读更多...
多线程（JavaEE初阶系列2）

多线程（JavaEE初阶系列2）

目录 前言&#xff1a; 1.什么是线程 2.为什么要有线程 3.进程与线程的区别与联系 4.Java的线程和操作系统线程的关系 5.多线程编程示例 6.创建线程 6.1继承Thread类 6.2实现Runnable接口 6.3继承Thread&#xff0c;使用匿名内部类 6.4实现Runnable接口&#xff0c;使…
阅读更多...
nodejs+vue+elementui学生选课系统awwm9

nodejs+vue+elementui学生选课系统awwm9

前端技术&#xff1a;nodejsvueelementui,视图层其实质就是vue页面&#xff0c;通过编写vue页面从而展示在浏览器中&#xff0c;编写完成的vue页面要能够和控制器类进行交互&#xff0c;从而使得用户在点击网页进行操作时能够正常。 可以设置中间件来响应 HTTP 请求。 (3) 教…
阅读更多...
详细总结Webpack5的配置和使用

详细总结Webpack5的配置和使用

打包工具 使用框架&#xff08;React、Vue&#xff09;&#xff0c;ES6 模块化语法&#xff0c;Less/Sass 等 CSS预处理器等语法进行开发的代码要想在浏览器运行必须经过编译成浏览器能识别的 JS、CSS 等语法&#xff0c;才能运行。 所以需要打包工具帮我们做完这些事。除此之…
阅读更多...
微信小程序学习笔记（三）——视图与逻辑

微信小程序学习笔记（三）——视图与逻辑

页面导航 什么是页面导航 页面导航指的是页面之间的相互跳转。例如&#xff0c;浏览器中实现页面导航的方式有如下两种&#xff1a; <a> 链接location.href 小程序中实现页面导航的两种方式 声明式导航、 在页面上声明一个 <navigator> 导航组件通过点击 <…
阅读更多...
R语言手动安装包

R语言手动安装包

包安装问题解决方案 1. Biocmanager安装 2. 手动安装 文章目录 包安装问题解决方案前言一、Rstudio手动安装二、conda手动安装R包2.1 在Linux环境中使用R2.2 anaconda官网包下载 总结 前言 大家好✨&#xff0c;这里是bio&#x1f996;。点赞关注不迷路。在上一篇blog中为大家…
阅读更多...
Tabby - 本地化AI代码自动补全 - Linux Debian

Tabby - 本地化AI代码自动补全 - Linux Debian

参考&#xff1a; https://github.com/TabbyML/tabby Docker | Tabby Linux Debian上快速安装Docker并运行_Entropy-Go的博客-CSDN博客 Tabby - 本地化AI代码自动补全 - Windows10_Entropy-Go的博客-CSDN博客 为什么选择Tabby 已经有好几款类似强劲的代码补全工具&#xf…
阅读更多...
自动驾驶感知系统-摄像头

自动驾驶感知系统-摄像头

车载摄像头的工作原理&#xff0c;首先是采集图像&#xff0c;将图像转换为二维数据&#xff1b;然后&#xff0c;对采集的图像进行模式识别&#xff0c;通过图像匹配算法识别行驶过程中的车辆、行人、交通标识等&#xff1b;最后&#xff0c;依据目标物体的运动模式或使用双目…
阅读更多...
(202307)wonderful-sql:基础查询与排序(task2)

(202307)wonderful-sql:基础查询与排序(task2)

教程链接&#xff1a;Datawhale - 一个热爱学习的社区 知识学习 前提&#xff1a; 上一次任务中提出了本课程的用表&#xff0c;但是我并没有加入这个表&#xff0c;这次学习前先对这个表进行插入。 INSERT INTO product VALUES(0001, T恤衫, 衣服, 1000, 500, 2009-09-20)…
阅读更多...
[Linux笔记]gdb调试器常用指令

[Linux笔记]gdb调试器常用指令

gcc/g形成的可执行程序默认是release版的。若要生成debug版&#xff0c;应使用-g选项。 如&#xff1a;gcc -o mytest test.c -g -stdc99 可以看到debug版包含了调试信息&#xff1a; 使用&#xff1a;gdb 文件名&#xff1a; 补充&#xff1a; 以下所有的查看指令都不会影…
阅读更多...
推荐文章
最新文章

Copyright @ 2022~2023