异常处理（三、C++语言异常处理）

1 C++异常处理语法

　　C++语言的后期改造者们，他们在标准C++语言中专门集成了异常处理的相关语法（与之不同的是，所有的C 标准库异常体系都需要运行库的支持，它不是语言内核支持的）。当然，异常处理被加到程序设计语言中，也是程序语言发展和逐步完善的必然结果。我们看到，C++不是唯一集成异常处理的语言。

　　C++的异常处理结构为：

CODE:  

---

try
{
//可能引发异常的代码
}
catch(type_1 e)
{
// type_1类型异常处理
}
catch(type_2 e)
{
// type_2类型异常处理
}
catch (...)//会捕获所有未被捕获的异常，必须最后出现
{
}

而异常的抛出方式为使用throw(type e)，try、catch和throw都是C++为处理异常而添加的关键字。看看这个例子：

CODE:  

---

#include <stdio.h>
//定义Point结构体（类）
typedef struct tagPoint
{
　int x;
　int y;
} Point;
//扔出int异常的函数
static void f(int n)
{
　throw 1;
}

//扔出Point异常的函数
static void f(Point point)
{
　Point p;
　p.x = 0;
　p.y = 0;
　throw p;
}

int main()
{
　Point point;
　point.x = 0;
　point.y = 0;

　try
　{
　　f(point); //抛出Point异常
　　//f(1); //抛出int异常
　}
　catch (int e)
　{
　　printf("捕获到int异常：%d/n", e);
　}
　catch (Point e)
　{
　　printf("捕获到Point异常:(%d,%d)/n", e.x, e.y);
　}

　return 0;
}

　　函数f定义了两个版本：f(int)和f(Point)，分别抛出int和Point异常。当main函数的try{…}中调用f(point)时和f(1)时，分别输出：

　　捕获到Point异常:(0,0)

　　和

　　捕获到int异常：1

　　在C++中，throw抛出异常的特点有：

　　（1）可以抛出基本数据类型异常，如int和char等；

　　（2）可以抛出复杂数据类型异常，如结构体（在C++中结构体也是类）和类；

　　（3）C++的异常处理必须由调用者主动检查。一旦抛出异常，而程序不捕获的话，那么abort()函数就会被调用，程序被终止；

　　（4）可以在函数头后加throw([type-ID-list])给出异常规格，声明其能抛出什么类型的异常。type-ID-list是一个可选项，其中包括了一个或多个类型的名字，它们之间以逗号分隔。如果函数没有异常规格指定，则可以抛出任意类型的异常。


2 标准异常

下面给出了C++提供的一些标准异常：

CODE:  

---

namespace std
{
　//exception派生
　class logic_error; //逻辑错误,在程序运行前可以检测出来

　//logic_error派生
　class domain_error; //违反了前置条件
　class invalid_argument; //指出函数的一个无效参数
　class length_error; //指出有一个超过类型size_t的最大可表现值长度的对象的企图
　class out_of_range; //参数越界
　class bad_cast; //在运行时类型识别中有一个无效的dynamic_cast表达式
　class bad_typeid; //报告在表达试typeid(*p)中有一个空指针p

　//exception派生
　class runtime_error; //运行时错误,仅在程序运行中检测到

　//runtime_error派生
　class range_error; //违反后置条件
　class overflow_error; //报告一个算术溢出
　class bad_alloc; //存储分配错误
}

　　请注意观察上述类的层次结构，可以看出，标准异常都派生自一个公共的基类exception。基类包含必要的多态性函数提供异常描述，可以被重载。下面是exception类的原型：

CODE: 

---

class exception
{
　public:
　　exception() throw();
　　exception(const exception& rhs) throw();
　　exception& operator=(const exception& rhs) throw();
　　virtual ~exception() throw();
　　virtual const char *what() const throw();
};

　　其中的一个重要函数为what()，它返回一个表示异常的字符串指针。下面我们从exception类派生一个自己的类：

CODE:

---

#include <iostream>
#include <exception>
using namespace std;

class myexception:public exception
{
　public:
　myexception():exception("一个重载exception的例子")
　{}
};

int main()
{
　try
　{
　　throw myexception();
　}
　catch (exception &r) //捕获异常
　{
　　cout << "捕获到异常：" << r.what() << endl;
　}
　return 0;
}

　　程序运行，输出：

　　捕获到异常：一个重载exception的例子

　　一般的，我们直接以基类捕获异常，例如，本例中使用了

CODE:  

---

catch (exception &r)

　　然后根据基类的多态性进行处理，这是因为基类中的what函数是虚函数。

3 异常处理函数

　　在标准C++中，还定义了数个异常处理的相关函数和类型（包含在头文件中）：

CODE: 

---

namespace std
{
　//EH类型
　class bad_exception;
　class exception;

　typedef void (*terminate_handler)();
　typedef void (*unexpected_handler)();

　// 函数
　terminate_handler set_terminate(terminate_handler) throw();
　unexpected_handler set_unexpected(unexpected_handler) throw();

　void terminate();
　void unexpected();

　bool uncaught_exception();
}

　　其中的terminate相关函数与未被捕获的异常有关，如果一种异常没有被指定catch模块，则将导致terminate()函数被调用，terminate()函数中会调用ahort()函数来终止程序。可以通过set_terminate(terminate_handler)函数为terminate()专门指定要调用的函数，例如：

CODE:  

---

#include <cstdio>
#include <exception>
using namespace std;
//定义Point结构体（类）
typedef struct tagPoint
{
　int x;
　int y;
} Point;
//扔出Point异常的函数
static void f()
{
　Point p;
　p.x = 0;
　p.y = 0;
　throw p;
}
//set_terminate将指定的函数
void terminateFunc()
{
　printf("set_terminate指定的函数/n");
}

int main()
{
　set_terminate(terminateFunc);
　try
　{
　　f(); //抛出Point异常
　}
　catch (int) //捕获int异常
　{
　　printf("捕获到int异常");
　}
　//Point将不能被捕获到,引发terminateFunc函数被执行

　return 0;
}

　　这个程序将在控制台上输出 "set_terminate指定的函数" 字符串，因为Point类型的异常没有被捕获到。当然，它也会弹出对话框（因为调用了abort()函数）。

　　上述给出的仅仅是一个set_terminate指定函数的例子。在实际工程中，往往使用set_terminate指定的函数进行一些清除性的工作，其后再调用exit(int)函数终止程序。这样，abort()函数就不会被调用了，也不会输出图1所示对话框。

　　关于标准C++的异常处理，还包含一些比较复杂的技巧和内容，学员可以查阅《more effective C++》的条款9～条款15。