C++——异常

在C++中，异常处理是一种重要的机制，用于处理程序运行时可能出现的错误。通过异常处理，程序可以在遇到问题时，安全地完成必要的清理工作，并有针对性地处理错误，而不会导致程序的异常终止。

什么是异常？

异常是程序执行过程中发生的一个事件，它打断了正常的程序流。这种情况通常与运行时错误有关，例如除以零、访问无效内存或文件未找到等。当程序抛出异常时，它表示发生了某种错误，程序可以通过捕获异常来采取相应的措施。

异常处理的基本结构

C++使用try、catch和throw这三个关键字来进行异常处理。

• throw用于抛出异常。
• try块用于包装可能会引发异常的代码。
• catch块用于捕获并处理异常。

示例

以下是一个简单的程序示例，展示了如何在C++中使用异常处理来处理除法运算中的错误。

#include <iostream>
#include <stdexcept> // std::runtime_error
using namespace std;

// 一个简单的除法函数，参数为被除数和除数
double divide(double numerator, double denominator) {
    if (denominator == 0) {
        throw runtime_error("除数不能为零！"); // 抛出异常
    }
    return numerator / denominator;
}

int main() {
    double a, b;
    cout << "请输入被除数: ";
    cin >> a;
    cout << "请输入除数: ";
    cin >> b;

    try {
        // 尝试进行除法运算
        double result = divide(a, b);
        cout << "结果: " << result << endl;
    } catch (const runtime_error& e) {
        // 捕获运行时异常并处理
        cout << "发生异常: " << e.what() << endl;
    }

    return 0;
}

示例解析

在上面的示例中，divide函数负责执行除法。当除数为零时，函数会抛出runtime_error异常。在main函数中，我们用try块来调用这个函数，并在catch块中捕获可能发生的异常并输出相应的错误信息。

异常的类型

C++标准库中有多种异常类型，常用的包括： - std::exception：所有标准异常的基类。 - std::runtime_error：表示运行时错误的异常。 - std::out_of_range：表示超出范围的异常。 - std::invalid_argument：表示无效参数的异常。

捕获多个异常

如果可以预见多种错误情况，程序也可以捕获多种类型的异常。例如：

try {
    // 可能会抛出不同类型异常的代码
} catch (const std::invalid_argument& e) {
    cout << "捕获到无效参数异常: " << e.what() << endl;
} catch (const std::out_of_range& e) {
    cout << "捕获到超出范围异常: " << e.what() << endl;
} catch (const std::exception& e) {
    cout << "捕获到其他异常: " << e.what() << endl;
}

结论

C++中的异常处理机制为程序提供了一种优雅的错误处理方式。它使程序在面对运行时错误时，能够选择性地采取应对措施，而不会导致整程序崩溃。通过合理使用异常处理，不仅提高了代码的健壮性，也使得程序的逻辑结构更加清晰。在实际开发中，养成良好的异常处理习惯，能够极大提高程序的健壮性与可维护性。