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一、异常处理
异常处理用于处理程序在调用过程中的非正常行为。
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传统的处理方法：传返回值表示函数调用是否正常结束。
例如，返回
0表示成功，非0表示失败。这种方法的缺点是函数的返回值被错误处理逻辑占用，不能用于其他目的。这种方法有局限性
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C++ 中的处理方法：通过关键字 try/catch/throw 引入异常处理机制
通过
try/catch/throw引入了结构化的错误处理机制，使得错误处理逻辑与正常逻辑分离，提高了代码的可读性和可维护性。C++异常处理的关键组件：
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throw关键字
throw关键字用于抛出一个异常。它后面可以跟任意类型的表达式，该表达式的结果将被用作异常对象 -
try块
try块包含了可能会抛出异常的代码。如果try块中的代码抛出了异常，那么与之匹配的catch块将被执行。 -
catch块
catch块用于捕获并处理异常。可以有多个catch块来捕获不同类型的异常。 -
异常类
C++标准库中定义了一些基本的异常类，如
std::exception、std::runtime_error、std::logic_error等
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异常触发时的系统行为---栈展开：
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抛出异常后续的代码不会被执行
一旦抛出异常，
throw语句之后的代码将不会被执行。控制流会立即转移到异常处理机制。 -
局部对象会按照构造相反的顺序自动销毁
在栈展开过程中，局部对象（包括由
new分配的对象）会按照它们构造的相反顺序自动销毁。这是为了保证资源的正确释放，防止内存泄漏。 -
系统尝试匹配相应的 catch 代码段
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如果找到匹配的
catch块：- 执行
catch块中的异常处理逻辑。 - 异常被"捕获"后，
catch块之后的代码会继续执行。
- 执行
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如果没有找到匹配的
catch块：-
栈展开会继续进行，直到找到匹配的
catch块或者退出当前函数。 -
如果当前函数中没有找到匹配的
块，栈展开会继续，直到：
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找到一个匹配的
catch块。 -
达到
main函数。如果在
main函数之前的所有函数中都没有找到匹配的catch块，程序将退出main函数。如果程序在退出main函数之前没有捕获到异常，std::terminate函数将被调用。这通常会导致程序立即终止。
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异常对象：
- 系统会使用抛出的异常拷贝初始化一个临时对象，称为异常对象
- 异常对象会在栈展开过程中被保留，并最终传递给匹配的 catch 语句
try / catch语句块：
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一个 try 语句块后面可以跟一到多个 catch 语句块（至少跟一个）
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每个 catch 语句块用于匹配一种类型的异常对象
可以有多个
catch块，每个用于处理不同类型的异常。 -
catch 语句块的匹配按照从上到下进行
catch块按照它们在代码中出现的顺序（从上到下）进行匹配。一旦找到匹配的异常类型，就执行相应的catch块，忽略后面的catch块。 -
使用 catch(...) 匹配任意异常
catch(...)是一个通用的异常捕获器，它可以捕获任何类型的异常，包括未被前面的catch块捕获的异常。 -
在 catch 中调用 throw 继续抛出相同的异常
在
catch块中，可以使用throw;（不带参数）来重新抛出当前捕获的异常，这将导致继续搜索外层catch块。
示例：
cpp
#include <iostream>
struct Str{};
struct Base{};
struct Derive : Base{};
void f1()
{
int x;
Str obj;
//throw Derive{}; //打印Derive exception is called in f2
throw Str{}; //打印exception is called in f2
}
void f2()
{
int x2;
Str obj2;
try
{
f1();
}
catch(Derive& e)
{
std::cout << "Derive exception is called in f2 " << "\n";
}
catch(Base& e)
{
std::cout << "Base exception is called in f2 " << "\n";
}
catch(...)
{
std::cout << "exception is called in f2" << "\n";
throw; //重新抛出当前捕获的异常
}
std::cout << "other logic in f2.\n";
}
void f3()
{
try
{
f2();
}
catch(Str& e)
{
std::cout << "exception is called in f2" << "\n";
}
}
int main()
{
f3();
}在一个异常未处理完成时抛出新的异常会导致程序崩溃：
- 不要在析构函数或 operator delete 函数重载版本中抛出异常
- 通常来说， catch 所接收的异常类型为引用类型
异常与构造、析构函数：
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使用 function-try-block保护初始化逻辑
在C++中，function-try-block允许你在函数的初始化列表和函数体中使用
try和catch。这在构造函数中特别有用，因为它可以保护对象的初始化代码。示例：
cpp#include <iostream> struct Str { Str() { throw 100; } } class Resource { public: Resource() try : m_str() { } catch(int) { std::cout << "Exception is catched at Resource::Resource" << std::endl; throw; } private: Str m_str; }; int main() { try { Resource obj; } catch(int) { std::cout << "Exception is catched at main" << std::endl; } }运行结果：
cppException is catched at Resource::Resource Exception is catched at main -
在构造函数中抛出异常：
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已经构造的成员对象会被销毁
如果在构造函数中抛出异常，已经构造的成员对象将按照它们构造的相反顺序自动销毁。
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类本身的析构函数不会被调用
如果异常是在对象的构造过程中抛出的，并且没有被捕获，那么类的析构函数不会被调用。这是因为对象被视为未完全构造，因此析构函数不适用。
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局部对象的销毁
如果对象是局部的（即在栈上），异常抛出时，局部对象会自动销毁，但不会调用其析构函数。
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动态分配对象的销毁
如果对象是动态分配的（即使用
new），在构造函数中抛出异常且未被捕获时，需要手动释放分配的内存，因为析构函数不会被调用。
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描述函数是否会抛出异常：
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如果函数不会抛出异常，则应表明，从而为系统提供更多的优化空间
- C++ 98 的方式：
- throw() ：表明不会抛出异常
- throw(int, char)：表明可能抛出异常，显式给定了要抛出异常的类型
- C++11 后的改进：
- noexcept ：表明不会抛出异常
- noexcept(false)：表明可能抛出异常，不需要显式给定会抛出哪种类型的异常
- C++ 98 的方式：
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noexcept
- 限定符：接收 false / true 表示是否会抛出异常
- 操作符：接收一个表达式，根据表达式是否可能抛出异常返回 false/true
- 在声明了 noexcept 的函数中抛出异常会导致 terminate 被调用，程序终止
- 不作为函数重载依据，但函数指针、虚拟函数重写时要保持形式兼容
示例：
cpp
#include <iostream>
void fun2()
{
}
void fun() noexcept(noexcept(fun2()))
{
fun2();
}
int main()
{
std::cout << noexcept(fun()) << std::endl;
}