C++之异常处理详解

程序中的错误分为编译时的错误和运行时的错误。编译时的错误主要是语法错误，比如：句尾没有加分号，括号不匹配，关键字错误等，这类错误比较容易修改，因为编译系统会指出错误在第几行，什么错误。而运行时的错误则不容易修改，因为其中的错误是不可预料的，或者可以预料但无法避免的，比如内存空间不够，或者在调用函数时，出现数组越界等错误。如果对于这些错误没有采取有效的防范措施，那么往往会得不到正确的运行结果，程序不正常终止或严重的会出现死机现象。我们把程序运行时的错误统称为异常，对异常处理称为异常处理。C++中所提供的异常处理机制结构清晰，在一定程度上可以保证程序的健壮性。

C++中处理异常的过程是这样的：在执行程序发生异常，可以不在本函数中处理，而是抛出一个错误信息，把它传递给上一级的函数来解决，上一级解决不了，再传给其上一级，由其上一级处理。如此逐级上传，直到最高一级还无法处理的话，运行系统会自动调用系统函数terminate，由它调用abort终止程序。这样的异常处理方法使得异常引发和处理机制分离，而不在同一个函数中处理。这使得底层函数只需要解决实际的任务，而不必过多考虑对异常的处理，而把异常处理的任务交给上一层函数去处理。

C++的异常处理机制有3部分组成：try(检查)，throw(抛出)，catch(捕获)。把需要检查的语句放在try模块中，检查语句发生错误，throw抛出异常，发出错误信息，由catch来捕获异常信息，并加以处理。一般throw抛出的异常要和catch所捕获的异常类型所匹配。异常处理的一般格式为：

try
{
被检查语句
throw 异常
}
catch(异常类型1)
{
进行异常处理的语句1
}
catch(异常类型2)
{
进行异常处理的语句2
}
...

下面我们用示例演示一下异常处理:

#include "stdafx.h"
#include <iostream>
template <typename T>
T Div(T x,T y)
{
if(y==0)
throw y;//抛出异常
return x/y;
}
int main()
{
int x=5,y=0;
double x1=5.5,y1=0.0;
try
    {
//被检查的语句
        std::cout<<x<<"/"<<y<<"="<<Div(x,y)<<std::endl;
        std::cout<<x1<<"/"<<y1<<"="<<Div(x1,y1)<<std::endl;
    }
catch(int)//异常类型
    {
        std::cout<<"除数为0,计算错误！"<<std::endl;//异常处理语句
    }
catch(double)//异常类型
    {
        std::cout<<"除数为0.0,计算错误！"<<std::endl;//异常处理语句
    }
return0;
}

结果：

看了上述的示例代码，也许有人会问，第二个双精度类型的除法计算也应该抛出异常才对啊，在实际的运行过程中并非如此，其实该双精度类型除法函数根本没有被执行过。以上程序的执行规程为：调用函数Div(x,y)时发生异常，由函数Div中的语句"throw y"抛出异常，并不在往下执行return x/y，接着catch捕获int类型的异常并处理异常，最后直接执行"return 0"。因此函数Div(x1,y1)和catch(double){}模块根本没有被执行。如果，我们把y的值改为1，则结果就变成为：

如果在执行try语句模块时，没有发生异常，则catch语句块不起作用，流程转到其后的语句继续执行。从上述两个结果中可知第一次throw抛出的int类型所以找到处理该类型的catch，而第二次是抛出double类型所找到的是处理double类型的catch。

下面对异常处理补充几点：(1)try和catch块中必须要用花括号括起来，即使花括号内只有一个语句也不能省略花括号;(2)try和catch必须成对出现，一个try_catch结果中只能有一个try块，但可以有多个catch块，以便与不同的异常信息匹配;(3)如果在catch块中没有指定异常信息的类型，而用删节号"..."，则表示它可以捕获任何类型的异常信息;(4)如果throw不包括任何表达式，表示它把当前正在处理的异常信息再次抛出，传给其上一层的catch来处理;(5)C++中一旦抛出一个异常，如果程序没有任何的捕获，那么系统将会自动调用一个系统函数terminate，由它调用abort终止程序;

最后还是一样，我将用一个示例来总结一下今天所讲的内容(开发工具：vs2010):

#include "stdafx.h"
#include <iostream>

template <typename T>
T Div(T x,T y)
{
if(y==0)
throw y;//抛出异常
return x/y;
}

int main()
{
int x=5,y=1;
double x1=5.5,y1=0.0;
try
    {
//被检查的语句
        std::cout<<x<<"/"<<y<<"="<<Div(x,y)<<std::endl;
        std::cout<<x1<<"/"<<y1<<"="<<Div(x1,y1)<<std::endl;
    }
catch(...)//捕获任意类型异常
    {
try
        {
            std::cout<<"任意类型异常！"<<std::endl;
throw;//抛出当前处理异常信息给上一层catch
        }
catch(int)//异常类型
        {
            std::cout<<"除数为0,计算错误！"<<std::endl;//异常处理语句
        }
catch(double)//异常类型
        {
            std::cout<<"除数为0.0,计算错误！"<<std::endl;//异常处理语句
        }

    }

return0;
}

结果：