异常

 

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C++ 语言

 

异常

throw 表达式

函数 try 块

try/catch 块

noexcept 指定符(C++11)

noexcept 运算符(C++11)

动态异常规定(弃用)

 

异常处理提供一种从程序执行的某点，转移控制流和信息到与执行先前经过的某点关联的处理代码的方式（换言之，异常处理将控制转移到调用栈上方）。

异常可以通过 throw 表达式 、 dynamic_cast 、 typeid 、 new 表达式 、 分配函数，及任何指定了抛出异常以发信号表示具体错误条件的标准库函数（例如 std::vector::at 、 std::string::substr 等）。

为了令异常能被捕捉， throw 表达式必须在 try 块或从 try 块中调用的函数内，而且必须有匹配异常对象类型的 catch 子句。

在声明函数时，可以提供异常规定和 noexcept 指定符，以限制函数可能抛出的异常类型。

异常处理中的错误由 std::terminate 和 std::unexpected (C++17 前) 处理。

用法

尽管 try 表达式可用于因任意理由，将控制转移到执行栈上方的任意代码块（同 std::longjmp ），其计划用途还是错误处理。

错误处理

异常的抛出用于从函数中为错误发信号，其中“错误”典型地限制于下列内容：

1. 无法满足后置条件，例如生成合法返回值对象失败
2. 无法满足另一个必须调用的函数的前置条件
3. （对于非私有成员函数）无法（再）建立类不变量

特别是这指明了构造函数（参阅 RAII ）和大多数运算符的失败应该通过抛出异常报告。

另外，通称的宽契约函数用异常提示不可接受的输入，例如， std::string::at 无前置条件，但抛出异常，以指示下标在范围外。

异常安全

在函数报告了错误条件后，应该提供附加保证以保障程序的状态。下列四个等级的异常保障得到广泛识别，每个是另一个的严格超集：

1. 不抛出（或不失败）异常保证——函数决不抛出异常。析构函数和其他可能在栈回溯中调用的函数被期待为不抛出（以其他方式报告或隐瞒错误）。析构函数默认为 noexcept 。 (C++11 起)交换函数、移动构造函数，及通过这些函数使用的提供强异常保证的其他函数被期待为不失败（函数总是成功）。
2. 强异常保证——若函数抛出异常，则程序的状态被回滚到正好在函数调用前的状态。（例如 std::vector::push_back ）
3. 基础异常保证——若函数抛出异常，则程序在合法状态。它可能需要清理，但所有不变量都原封不动。
4. 无异常保证——若函数抛出异常，则程序可能不在合法状态：可能已经发生了资源泄漏、内存谬误，或其他摧毁不变量的错误。

通用组件可能附带提供异常中性保证：若异常为模板参数（例如来自 std::sort 的 Compare 函数对象或来自 std::make_shared 中 T 的构造函数）所抛出，则它被无修改地传播给调用方。

异常对象

尽管任何完整类型和指向 void （可有 cv 限定的）指针都能作为异常对象抛出，所有标准库函数都以值抛出匿名临时对象，而且这些对象的类型都是从 std::exception （直接或间接）导出的。用户定义的异常通常遵循此模式。

为避免不必要的异常对象复制和对象切片， catch 子句的最佳实践是按引用捕捉。