异常是指存在于运行时的反常行为,这些行为超出了函数正常功能的范围。
检测出问题的部分发出某信号表明程序遇到了故障,而且信号的发出方无须知道故障将在何处得到解决。
异常处理机制为程序中异常检测和异常处理这两部分协作提供支持。
异常处理包括:
throw表达式 异常检测部分使用throw表达式来表示它遇到了无法处理的问题。我们说throw引发了异常。
包含关键字throw和紧跟其后的一个表达式,其中表达式的类型就是抛出的异常类型。
if ( a != b)
throw runtime_error("data must refer to same number");
cout << a + b << endl;
如果a不等于b,抛出一个异常,该异常是类型runtime_error的对象。抛出异常将终止当前的函数,并把控制权转移给能处理该异常的代码。我们必须初始化runtime_error对象,方式是给提供一个string对象或者一个C风格的字符串,这个字符串中有一些关于异常的辅助信息。
try语句块 用来处理异常。以关键字try开始,并以一个或多个catch子句结束。try语句块中代码抛出的异常通常会被某个catch子句处理。因为catch子句“处理”异常,所以它们也被称作异常代码处理。
try语句块通用语法形式
try{
program-statements
} catch (exception-declaration){
handler-statements
} catch (exception-declaration){
handler-statements
} //...
catch子句包括三部分:关键字catch、括号内一个(可能未命名的)对象的声明(称作异常声明)以及一个块。当选中了某个catch子句处理异常之后,执行与之对应的块。catch一旦完成,程序跳转到try语句块最后一个catch子句之后的那条语句块继续执行。
try语句块中的program-statements 组成程序的正常逻辑,可以有包括声明在内的任意C++语句。try语句块中声明的变量在快外部无法访问,特别是在catch子句内无法访问。
一套异常类 用于在throw表达式和相关的catch子句之间传递异常的具体信息
eg.
while(cin >> a >> b){
try{
//执行添加a与b对象的代码,添加失败抛出runtime_error异常
}catch (runtime_error err){
//提醒用户a与b必须一直,询问是否重新输入
cout << err.what()
<< "\nTry again? Enter y or n" << endl;
char c;
cin >> c;
if ( !cin || c == 'n') break;
}
}
what()是runtime_error类的一个成员函数。每个标准库异常类都定义了what成员函数,无参数,返回(const char*)。其中,runtime_error的what返回的是初始化一个具体对象时所用的string对象的副本。
处理异常的过程
当异常被抛出时,首先搜索抛出该异常的函数。如果没有找到匹配的catch语句,终止该函数,并在调用该函数的函数中继续搜寻。若还没有catch子句,这个函数也终止,继续搜索调用它的函数。以此类推,直到找到适当类型的catch子句为止。
如果最终还没找懂啊,程序转到terminate的标准库函数。该函数的行为与系统有关,一般情况下,执行该函数将导致程序正常退出。
标准异常
C++标准库定义了一组类,用于报告标准函数库遇到的问题。这些类也可在用户编写的程序中使用。
头文件
- exception 定义了最通用的异常类exception。只报告异常的发生。
- stdexcept 定义了几种异常类,如下图
- new 定义了bad_alloc异常类型
- type_info 定义了bad_cast 异常类型
标准库异常类只定义了几种运算符,包括创建或拷贝异常类型的对象,以及为异常类型的对象赋值。
我们只能以默认初始化的方式初始化exception、bad_alloc和bad_cast对象,不允许为这些对象提供初始值。
其他异常类型的行为则恰好相反:应该使用string对象或者C风格字符串初始化这些类型的对象,但不允许使用默认初始化的方式。当创建此类对象时,必须提供初始值,该值含有错误相关的信息。
异常类型只定义了一个名为what的成员函数,无参数,返回值为(const char*)。目的是提供关于异常的一些文本信息。其返回的C风格字符串的内容与异常对象的类型有关。若异常类型有一个字符串初始值,则what返回该字符串。对于其他无初始值的异常类型来说,what返回的内容由编译器决定。
PS:
默认初始化
如果定义变量时没有指定初值,则变量被默认初始化。
默认值到底是什么由变量类型决定,同时定义变量的位置也会对此有影响。
内置类型的变量未被显示初始化,其值由位置决定。函数外的变量被初始化为0。(默认初始化的例外,定义于函数内的内置类型变量将不被初始化)
每个类各自决定其初始化对象的方式。而且,是否允许不经初始化就定义对象也由类自己决定。如果类允许这种行为,它将决定对象的初始值到底是什么
绝大多数类都支持无须显示初始化而定义对象,这样的类提供一个合适的默认值。一些类要求每个对象都显示初始化,如果创建对象未初始化,将引发错误。