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C/C++ - 异常处理

article 2024/11/15 6:29:58

错误处理

异常处理

异常传播

异常规划

标准异常

自定异常

错误处理

在C语言中，错误通常通过函数的返回值来表示。

错误返回值

对于能返回特殊值（如NULL或负值）的函数，在调用时检查这些值来处理错误。

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>

#define DIV_RET_SUCCESS 1
#define DIV_RET_FAILED  0

//C语言中通过函数返回值来判断执行成功与否
int myDiv(int num1, int num2, int* nRet)
{
	if (num2 == 0)
	{
		*nRet - 0;
		return DIV_RET_FAILED;
	}

	*nRet = num1 / num2;
	return DIV_RET_SUCCESS;
}

int main()
{
	int ret = 0;
	if (myDiv(10, 2, &ret) == DIV_RET_SUCCESS)
	{
		printf("%d \r\n", ret);
	}

	return 0;
}

错误码全局变量

如 errno，这是一个全局变量，很多标准库函数在出错时会设置这个变量为相应的错误码。

#pragma warning(disable:4996)
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <errno.h>
#include <string.h>

int main()
{
	FILE* pFile = NULL;
	pFile = fopen("0xCC.txt", "r");
	if (pFile == NULL)
	{
		printf("ErrorCode -> %d \r\n", errno);
		printf("ErrorMesg -> %s \r\n", strerror(errno));
		perror("fopen");
	}

	return 0;
}

宏定义

通过宏定义可以创建简单的错误处理代码块，这个方法提供了一种快速插入常用错误处理程序代码的方式。

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#define HANDLE_ERROR(msg) \
    do { \
        perror(msg); \
        exit(EXIT_FAILURE); \
    } while(0)
int main() 
{
    FILE *fp = fopen("file.txt", "r");
    if (!fp) 
	{
        HANDLE_ERROR("Error opening file");
    }
    // 其余代码...
    fclose(fp);
    return 0;
}

异常处理

throw：当问题发生时，程序会抛出一个异常。这是通过 throw 关键字完成的，后面跟着要抛出的异常对象。
```
throw ErrorCode
throw "Erroe"
```
try：try 块内的代码是可能产生异常的代码，当其中的代码抛出一个异常时，执行流会跳转到匹配的 catch 块。

catch：catch 块会捕获异常，并包含如何处理这些异常的代码。

try
{
	//可能抛出异常的代码
}
catch(ExceptionType var)	//根据异常类型捕获
{
	//处理匹配异常类型
}
catch(ExceptionType var)	//根据异常类型捕获
{
	//处理匹配异常类型
}

示例代码

#include <iostream>

int AllocMem()
{
	//可能会抛出异常的代码放在try语句块内
	try
	{
		//throw 'A';
		long long* p = new long long[0xFFFFFFF];
		//thorw bad_allocation
	}
	catch (int exception)
	{
		std::cout << exception << std::endl;
	}
	catch (char exception)
	{
		std::cout << exception << std::endl;
	}
	catch (std::exception exception)
	{
		std::cout << exception.what() << std::endl;
	}

}

int main()
{
	AllocMem();


	return 0;
}

异常传播

C++异常传播（Exception Propagation）是指在程序中如果一个函数内发生了异常，而该异常没有在该函数内得到处理，则该异常会被传递到函数调用者处，如果调用者也不处理，则继续传递，这样一直到最顶层调用者。如果最顶层调用者也没有处理异常，则程序可能崩溃。
- 如果try块内的代码抛出了异常，控制流会跳到第一个匹配的catch块。
- 如果在当前函数中没有匹配的catch块，异常会被传递给调用该函数的函数，并在那里寻找匹配的catch块。
- 如果在任一函数中都找不到匹配的catch块，程序将调用terminate()结束程序。
```
#include <iostream>

void Fun3()
{
	throw 0xCC;
}

void Fun2()
{
	try
	{
		Fun3();
	}
	catch (char exception)
	{
		std::cout << exception << std::endl;
	}

}

void Fun1()
{
	try
	{
		Fun2();
	}
	catch (float exception)
	{
		std::cout << "Fun1 Exception" << std::endl;
	}

}

int main()
{
	try
	{
		Fun1();
	}
	catch (...)
	{
		std::cout << "Main Exception" << std::endl;
	}

	return 0;
}
```

异常规划

异常规范（exception specification）是C++中的一种功能，它允许开发者指明一个函数可能抛出哪些异常。
自从C++11起，异常规范已经不再被推荐使用，取而代之的是noexcept关键字。
void someFunction() throw(int, char); // 只能抛出int型和char型异常
void someFunction() noexcept; // 不会抛出异常

#include <iostream>
#include <vector>

//该函数不会抛出任何异常
void Fun1() throw()
{

}

void Fun2() noexcept
{

}

void Fun3() throw(int)
{

}

void Fun4() throw(char)
{

}

void Fun5() throw(char, int)
{

}

int main()
{
	try
	{
		Fun3();
	}
	catch (int exception)
	{
		std::cout << exception << std::endl;
	}

	try
	{
		Fun4();
	}
	catch (char exception)
	{
		std::cout << exception << std::endl;
	}

	try
	{
		Fun5();
	}
	catch (char exception)
	{
		std::cout << exception << std::endl;
	}
	catch (int exception)
	{
		std::cout << exception << std::endl;
	}

	return 0;
}

标准异常

std::exception 是各种标准异常类的基础，提供了一个异常层次结构。

std::logic_error
- 逻辑错误表示程序的逻辑不当导致的问题，这通常是可以预防的错误。
- std::domain_error: 当一个数学函数接收到一个不在其定义域内的参数时抛出。
- std::invalid_argument: 当传递给函数的参数无效时抛出。
- std::length_error: 当创建过大的 std::string 或者 std::vector 时抛出。
- std::out_of_range: 当通过 at 访问 std::vector 或 std::string 而下标超出范围时抛出。

std::runtime_error
- 运行时错误，表示在程序运行时发现的错误，通常是难以预防的。
- std::overflow_error: 当算术运算超过表示范围时抛出。
- std::underflow_error: 当算术运算结果在正确的表示范围内，但非正规化时抛出。
- std::range_error: 当计算的结果不在可表示的范围内时抛出。
- std::system_error: 用于报告系统错误的异常。

std::bad_alloc

当动态内存分配失败时（如 new 表达式），std::bad_alloc 被抛出。

std::bad_cast

使用动态转换 (dynamic_cast) 转换到不兼容的类型时，抛出 std::bad_cast。

std::bad_typeid

当使用类型信息功能（如 typeid 操作符）并且操作的对象是未定义类型时，抛出 std::bad_typeid 异常。

std::bad_function_call

当调用一个空的 std::function 对象时，抛出 std::bad_function_call 异常。

#include <iostream>

int main()
{
	try
	{
		long long* p = new long long[0xFFFFFFF];
	}
	catch (const std::exception& e)
	{
		std::cout << e.what() << std::endl;
	}

	return 0;
}

自定异常

#include <iostream>

class myException :public std::exception
{
public:
	myException(std::string message): m_Message(message){}

	virtual const char* what() const
	{
		return m_Message.c_str();
	}


private:
	std::string m_Message;
};

int main()
{
	try
	{
		myException obj("cc exception");
		throw obj;

	}
	catch (const std::exception& e)
	{
		std::cout << e.what() << std::endl;
	}


	return 0;
}

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