C++异常处理入门(try和catch)

开发程序是一项“烧脑”的工作，程序员不但要经过长期的知识学习和思维训练，还要做到一丝不苟，注意每一个细节和边界。即使这样，也不能防止程序出错。

专家指出，长期作息不规律 + 用脑过度的危害很大，可能会诱发神经衰弱、失眠等疾病。我就是受害者之一，曾被失眠困扰了好几年，不但入睡困难，还容易早醒。程序员要注意劳逸结合，多去健身房，多跑步，多打球，多陪女朋友旅游等，千万不要熬夜，以为深夜写代码效率高，这样会透支年轻的身体。

程序的错误大致可以分为三种，分别是语法错误、逻辑错误和运行时错误：

1) 语法错误在编译和链接阶段就能发现，只有 100% 符合语法规则的代码才能生成可执行程序。语法错误是最容易发现、最容易定位、最容易排除的错误，程序员最不需要担心的就是这种错误。

2) 逻辑错误是说我们编写的代码思路有问题，不能够达到最终的目标，这种错误可以通过调试来解决。

3) 运行时错误是指程序在运行期间发生的错误，例如除数为 0、内存分配失败、数组越界、文件不存在等。C++ 异常（Exception）机制就是为解决运行时错误而引入的。

运行时错误如果放任不管，系统就会执行默认的操作，终止程序运行，也就是我们常说的程序崩溃（Crash）。C++ 提供了异常（Exception）机制，让我们能够捕获运行时错误，给程序一次“起死回生”的机会，或者至少告诉用户发生了什么再终止程序。

【例1】一个发生运行时错误的程序：

#include <iostream>
#include <string>
using namespace std;
int main(){
    string str = "http://c.biancheng.net";
    char ch1 = str[100];  //下标越界，ch1为垃圾值
    cout<<ch1<<endl;
    char ch2 = str.at(100);  //下标越界，抛出异常
    cout<<ch2<<endl;
    return 0;
}

运行代码，在控制台输出 ch1 的值后程序崩溃。下面我们来分析一下原因。

at() 是 string 类的一个成员函数，它会根据下标来返回字符串的一个字符。与[ ]不同，at() 会检查下标是否越界，如果越界就抛出一个异常；而[ ]不做检查，不管下标是多少都会照常访问。

所谓抛出异常，就是报告一个运行时错误，程序员可以根据错误信息来进一步处理。

上面的代码中，下标 100 显然超出了字符串 str 的长度。由于第 6 行代码不会检查下标越界，虽然有逻辑错误，但是程序能够正常运行。而第 8 行代码则不同，at() 函数检测到下标越界会抛出一个异常，这个异常可以由程序员处理，但是我们在代码中并没有处理，所以系统只能执行默认的操作，也即终止程序执行。

捕获异常

我们可以借助 C++ 异常机制来捕获上面的异常，避免程序崩溃。捕获异常的语法为：

try{
    // 可能抛出异常的语句
}catch(exceptionType variable){
    // 处理异常的语句
}

try和catch都是 C++ 中的关键字，后跟语句块，不能省略{ }。try 中包含可能会抛出异常的语句，一旦有异常抛出就会被后面的 catch 捕获。从 try 的意思可以看出，它只是“检测”语句块有没有异常，如果没有发生异常，它就“检测”不到。catch 是“抓住”的意思，用来捕获并处理 try 检测到的异常；如果 try 语句块没有检测到异常（没有异常抛出），那么就不会执行 catch 中的语句。

这就好比，catch 告诉 try：你去检测一下程序有没有错误，有错误的话就告诉我，我来处理，没有的话就不要理我！

catch 关键字后面的exceptionType variable指明了当前 catch 可以处理的异常类型，以及具体的出错信息。我们稍后再对异常类型展开讲解，当务之急是演示一下 try-catch 的用法，先让读者有一个整体上的认识。

【例2】修改上面的代码，加入捕获异常的语句：

#include <iostream>
#include <string>
#include <exception>
using namespace std;
int main(){
    string str = "http://c.biancheng.net";
  
    try{
        char ch1 = str[100];
        cout<<ch1<<endl;
    }catch(exception e){
        cout<<"[1]out of bound!"<<endl;
    }
    try{
        char ch2 = str.at(100);
        cout<<ch2<<endl;
    }catch(exception &e){  //exception类位于<exception>头文件中
        cout<<"[2]out of bound!"<<endl;
    }
    return 0;
}

运行结果：
(
[2]out of bound!

可以看出，第一个 try 没有捕获到异常，输出了一个没有意义的字符（垃圾值）。因为[ ]不会检查下标越界，不会抛出异常，所以即使有错误，try 也检测不到。换句话说，发生异常时必须将异常明确地抛出，try 才能检测到；如果不抛出来，即使有异常 try 也检测不到。所谓抛出异常，就是明确地告诉程序发生了什么错误。

第二个 try 检测到了异常，并交给 catch 处理，执行 catch 中的语句。需要说明的是，异常一旦抛出，会立刻被 try 检测到，并且不会再执行异常点（异常发生位置）后面的语句。本例中抛出异常的位置是第 17 行的 at() 函数，它后面的 cout 语句就不会再被执行，所以看不到它的输出。

说得直接一点，检测到异常后程序的执行流会发生跳转，从异常点跳转到 catch 所在的位置，位于异常点之后的、并且在当前 try 块内的语句就都不会再执行了；即使 catch 语句成功地处理了错误，程序的执行流也不会再回退到异常点，所以这些语句永远都没有执行的机会了。本例中，第 18 行代码就是被跳过的代码。

执行完 catch 块所包含的代码后，程序会继续执行 catch 块后面的代码，就恢复了正常的执行流。

为了演示「不明确地抛出异常就检测不到异常」，大家不妨将第 10 行代码改为char ch1 = str[100000000];，访问第 100 个字符可能不会发生异常，但是访问第 1 亿个字符肯定会发生异常了，这个异常就是内存访问错误。运行更改后的程序，会发现第 10 行代码产生了异常，导致程序崩溃了，这说明 try-catch 并没有捕获到这个异常。

关于「如何抛出异常」，我们将在下节讲解，这里重点是让大家明白异常的处理流程：

抛出（Throw）--> 检测（Try） --> 捕获（Catch）

发生异常的位置

异常可以发生在当前的 try 块中，也可以发生在 try 块所调用的某个函数中，或者是所调用的函数又调用了另外的一个函数，这个另外的函数中发生了异常。这些异常，都可以被 try 检测到。

1) 下面的例子演示了 try 块中直接发生的异常：

#include <iostream>
#include <string>
#include <exception>
using namespace std;
int main(){
    try{
        throw "Unknown Exception";  //抛出异常
        cout<<"This statement will not be executed."<<endl;
    }catch(const char* &e){
        cout<<e<<endl;
    }
    return 0;
}

运行结果：
Unknown Exception

throw关键字用来抛出一个异常，这个异常会被 try 检测到，进而被 catch 捕获。关于 throw 的用法，我们将在下节深入讲解，这里大家只需要知道，在 try 块中直接抛出的异常会被 try 检测到。

2) 下面的例子演示了 try 块中调用的某个函数中发生了异常：

#include <iostream>
#include <string>
#include <exception>
using namespace std;
void func(){
    throw "Unknown Exception";  //抛出异常
    cout<<"[1]This statement will not be executed."<<endl;
}
int main(){
    try{
        func();
        cout<<"[2]This statement will not be executed."<<endl;
    }catch(const char* &e){
        cout<<e<<endl;
    }
    return 0;
}

运行结果：
Unknown Exception

func() 在 try 块中被调用，它抛出的异常会被 try 检测到，进而被 catch 捕获。从运行结果可以看出，func() 中的 cout 和 try 中的 cout 都没有被执行。

3) try 块中调用了某个函数，该函数又调用了另外的一个函数，这个另外的函数抛出了异常：

#include <iostream>
#include <string>
#include <exception>
using namespace std;
void func_inner(){
    throw "Unknown Exception";  //抛出异常
    cout<<"[1]This statement will not be executed."<<endl;
}
void func_outer(){
    func_inner();
    cout<<"[2]This statement will not be executed."<<endl;
}
int main(){
    try{
        func_outer();
        cout<<"[3]This statement will not be executed."<<endl;
    }catch(const char* &e){
        cout<<e<<endl;
    }
    return 0;
}

运行结果：
Unknown Exception

发生异常后，程序的执行流会沿着函数的调用链往前回退，直到遇见 try 才停止。在这个回退过程中，调用链中剩下的代码（所有函数中未被执行的代码）都会被跳过，没有执行的机会了。

到此这篇关于C++异常处理入门(try和catch)的文章就介绍到这了,更多相关C++异常处理 内容请搜索脚本之家以前的文章或继续浏览下面的相关文章希望大家以后多多支持脚本之家！

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