异常处理机制专题

谁践踏了优雅 2023-07-16 15:55 25阅读 0赞

前言

1）异常是一种程序控制机制，与函数机制独立和互补

函数是一种以栈结构展开的上下函数衔接的程序控制系统,异常是另一种控制结构,它依附于栈结构,却可以同时设置多个异常类型作为网捕条件,从而以类型匹配在栈机制中跳跃回馈.

2）异常设计目的：

栈机制是一种高度节律性控制机制,面向对象编程却要求对象之间有方向、有目的的控制传动,从一开始，异常就是冲着改变程序控制结构，以适应面向对象程序更有效地工作这个主题，而不是仅为了进行错误处理。

异常设计出来之后，却发现在错误处理方面获得了最大的好处。

## 8.1 异常处理的基本思想 ##

### 8.1.1传统错误处理机制 ###

通过函数返回值来处理错误。

### 8.1.2异常处理的基本思想 ###

![watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3RpYW5ndWl5dXl1_size_16_color_FFFFFF_t_70][]

1）C++的异常处理机制使得异常的**引发**和异常的**处理**不必在同一个函数中，这样底层的函数可以着重解决具体问题，而不必过多的考虑异常的处理。上层调用者可以再适当的位置设计**对不同类型异常**的处理。

2）异常是专门针对抽象编程中的一系列错误处理的，C++中不能借助函数机制，因为栈结构的本质是先进后出，依次访问，无法进行跳跃，但错误处理的特征却是遇到错误信息就想要转到若干级之上进行重新尝试，如图

![watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3RpYW5ndWl5dXl1_size_16_color_FFFFFF_t_70 1][]

3）异常超脱于函数机制，决定了其对函数的跨越式回跳。

4）异常跨越函数

## 8.2 C++异常处理的实现 ##

### 8.2.1异常基本语法 ###

![watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3RpYW5ndWl5dXl1_size_16_color_FFFFFF_t_70 2][]

1） 若有异常则通过throw操作创建一个异常对象并抛掷。

2） 将可能抛出异常的程序段嵌在try块之中。控制通过正常的顺序执行到达try语句，然后执行try块内的保护段。

3） 如果在保护段执行期间没有引起异常，那么跟在try块后的catch子句就不执行。程序从try块后跟随的最后一个catch子句后面的语句继续执行下去。

4） catch子句按其在try块后出现的顺序被检查。匹配的catch子句将捕获并处理异常（或继续抛掷异常）。

5） 如果匹配的处理器未找到，则运行函数terminate将被自动调用，其缺省功能是调用abort终止程序。

6）处理不了的异常，可以在catch的最后一个分支，使用throw语法，向上扔。

案例1：被零整除案例

<table style="margin-left:7.5pt;"> 
 <tbody> 
 <tr> 
 <td style="vertical-align:top;width:426.1pt;"> int divide(int x, int y ) { &nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; if (y ==0) &nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; { &nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; throw x; &nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; } &nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; return x/y; } &nbsp; void main41() { &nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; try &nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; { &nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; cout &lt;&lt; "8/2 = " &lt;&lt; divide(8, 2) &lt;&lt; endl; &nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; cout &lt;&lt; "10/0 =" &lt;&lt; divide(10, 0) &lt;&lt; endl; &nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; } &nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; catch (int e) &nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; { &nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; cout &lt;&lt; "e" &lt;&lt; " is divided by zero!" &lt;&lt; endl; &nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; } &nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; catch(...) &nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; { &nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; cout &lt;&lt; "未知异常" &lt;&lt; endl; &nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; } &nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; &nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; cout &lt;&lt; "ok" &lt;&lt; endl; &nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; system("pause"); &nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; return ; } </td> 
 </tr> 
 </tbody> 
</table>

案例2：

class A\{\};

void f()\{

if(...) throw A;

void g()\{

try\{

f();

\}catch(B)\{

cout<<“exception B\\n”;

int main()\{

g();

throw A将穿透函数f，g和main，抵达系统的最后一道防线——激发terminate函数．

该函数调用引起运行终止的abort函数．

最后一道防线的函数可以由程序员设置．从而规定其终止前的行为．

修改系统默认行为：

1. 可以通过set\_terminate函数修改捕捉不住异常的默认处理器，从而使得发生捉不住异常时，被自定义函数处理：
2.  void myTerminate()\{cout<<“HereIsMyTerminate\\n”;\}
3.  set\_terminate(myTerminate);
4.  set\_terminate函数在头文件exception中声明，参数为函数指针void(\*)().

案例3：

1.  构造函数没有返回类型，无法通过返回值来报告运行状态，所以只通过一种非函数机制的途径，即异常机制，来解决构造函数的出错问题。

7）异常机制与函数机制互不干涉，但捕捉的方式是**基于类型匹配**。捕捉相当于函数返回类型的匹配，而不是函数参数的匹配，所以捕捉不用考虑一个抛掷中的多种数据类型匹配问题

比如：

<table> 
 <tbody> 
 <tr> 
 <td style="vertical-align:top;width:426.1pt;"> class A{}; class B{}; &nbsp; int main() { &nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; try &nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; { &nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; int &nbsp; j = 0;&nbsp;&nbsp;&nbsp; &nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; double &nbsp;&nbsp; d = 2.3;&nbsp;&nbsp;&nbsp; &nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; char &nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; str[20] = "Hello"; &nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; cout&lt;&lt;"Please input a exception number: "; &nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; int a; &nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; cin&gt;&gt;a; &nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; switch(a) &nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; { &nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; case&nbsp; 1: &nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; throw d;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; &nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; case&nbsp; 2: &nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; throw j;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; &nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; case&nbsp; 3: &nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; throw str; &nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; case&nbsp; 4: &nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; throw A();&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; &nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; case&nbsp; 5: &nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; throw B(); &nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; default: &nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; cout&lt;&lt;"No throws here.\n";&nbsp;&nbsp;&nbsp; &nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; } &nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; } &nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; catch(int) &nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; { &nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; cout&lt;&lt;"int exception.\n"; &nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; } &nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; catch(double) &nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; { &nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; cout&lt;&lt;"double exception.\n"; &nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; } &nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; catch(char*) &nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; { &nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; cout&lt;&lt;"char* exception.\n"; &nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; } &nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; catch(A) &nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; { &nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; cout&lt;&lt;"class A exception.\n"; &nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; } &nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; catch(B) &nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; { &nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; cout&lt;&lt;"class B exception.\n"; &nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; } &nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; cout&lt;&lt;"That's ok.\n"; &nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; system("pause"); }//==================================== </td> 
 </tr> 
 </tbody> 
</table>

catch代码块必须出现在try后，并且在try块后可以出现多个catch代码块，以捕捉各种不同类型的抛掷。

异常机制是基于这样的原理：程序运行实质上是数据实体在做一些操作，因此发生异常现象的地方，一定是某个实体出了差错，该实体所对应的**数据类型便作为抛掷和捕捉的依据****。**

8）异常捕捉严格按照类型匹配

1.  异常捕捉的类型匹配之苛刻程度可以和模板的类型匹配媲美,它不允许相容类型的隐式转换,比如,抛掷char类型用int型就捕捉不到．例如下列代码不会输出“int exception.”，从而也不会输出“That’s ok.”  因为出现异常后提示退出

**int main()\{**

**  try**\{

**throw** ‘H’;

\}**catch**(**int**)\{

cout<<"int exception.\\n";

cout<<"That's ok.\\n";

代码程序如下：

#include <iostream>
 using namespace std;
 
 //1 基本语法 
 //2 发生异常之后,是跨函数 :
 //3 接受异常以后 可以不处理 再抛出异常
 //4 catch异常的时 按照类型进行catch
 //5 异常捕捉严格按照类型匹配
 
 void main011()
 {
 	try
 	{
 		throw 'Z';
 	}
 	catch (int e)
 	{
 		cout << "捕获int类型异常" << endl;
 	}
 	catch (...)
 	{
 		cout << " 未知 类型异常" << endl; //输出：“未知类型异常”
 	}
 	system("pause");
 }
 
 
 void divide(int x, int y)
 {
 	if (y == 0)
 	{
 		throw x; //抛出 int类型 异常
 	}
 	cout << "divide结果:" << x / y << endl;
 }
 
 void myDivide(int x, int y)
 {
 	try
 	{
 		divide(x, y);
 	}
 	catch (...)
 	{
 		cout << "我接受了 divide的异常 但是我没有处理 我向上抛出" << endl; //执行力这里的输出
 		throw;
 	}
 }
 
 
 void main22222()
 {
 	myDivide(100, 0); //在myDivide函数中的throw向上抛出时，没有异常处理代码，程序自动调用terminate中的abort函数，导致程序直接退出
 	cout << "hello..." << endl;
 	system("pause");
 	return;
 }
 
 void main()
 {
 	try
 	{
 		//divide(10, 2);
 		//divide(100, 0);
 		myDivide(100, 0);
 	}
 	catch (int e)
 	{
 		cout << e << "被零除" << endl; //执行这里，输出"100被零除"
 	}
 	catch (...) //
 	{
 		cout << "其他未知类型异常 " << endl; //不执行这里
 	}
 
 	cout << "hello..." << endl;
 	system("pause");
 	return;
 }

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