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C++ 例外處理

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更新時間 2016-09-11

C++ 檔案和流

C++ 動態記憶體

異常是程式在執行期間產生的問題。 C++ 異常是指在程式執行時發生的特殊情況，例如嘗試除以零的操作。

異常提供了一種轉移程式控制權的方式。 C++ 例外處理涉及到三個關鍵字：try、catch、throw。

throw: 當問題出現時，程式會拋出一個例外。這是透過使用 throw 關鍵字來完成的。
catch: 在您想要處理問題的地方，透過例外處理程序擷取例外狀況。 catch 關鍵字用於捕獲異常。
try: try 區塊中的程式碼標識將被啟動的特定例外。它後面通常跟著一個或多個 catch 區塊。

如果有一個區塊拋出一個例外，捕捉例外的方法會使用 try 和 catch 關鍵字。 try 區塊中放置可能拋出例外狀況的程式碼，try 區塊中的程式碼稱為保護程式碼。使用try/catch 語句的語法如下所示：

try
{
   // 保护代码
}catch( ExceptionName e1 )
{
   // catch 块
}catch( ExceptionName e2 )
{
   // catch 块
}catch( ExceptionName eN )
{
   // catch 块
}

如果try 區塊在不同的情境下會拋出不同的異常，這個時候可以嘗試羅列多個catch 語句，用於捕捉不同類型的異常。

拋出例外

您可以使用 throw 語句在程式碼區塊中的任何地方拋出例外。 throw 語句的操作數可以是任意的表達式，而表達式的結果的型別決定了拋出的例外的型別。

以下是嘗試除以零時拋出例外的實例：

double division(int a, int b)
{
   if( b == 0 )
   {
      throw "Division by zero condition!";
   }
   return (a/b);
}

捕獲異常

catch 區塊跟在try 區塊後面，用於捕捉異常。您可以指定想要捕捉的異常類型，這是由 catch 關鍵字後的括號內的異常聲明決定的。

try
{
   // 保护代码
}catch( ExceptionName e )
{
  // 处理 ExceptionName 异常的代码
}

上面的程式碼會捕獲一個類型為 ExceptionName 的例外。如果您想要讓catch 區塊能夠處理try 區塊拋出的任何類型的異常，則必須在例外聲明的括號內使用省略號...，如下所示：

try
{
   // 保护代码
}catch(...)
{
  // 能处理任何异常的代码
}

下面是一個實例，拋出一個除以零的異常，並在catch 區塊中捕獲該異常。

#include <iostream>
using namespace std;

double division(int a, int b)
{
   if( b == 0 )
   {
      throw "Division by zero condition!";
   }
   return (a/b);
}

int main ()
{
   int x = 50;
   int y = 0;
   double z = 0;
 
   try {
     z = division(x, y);
     cout << z << endl;
   }catch (const char* msg) {
     cerr << msg << endl;
   }

   return 0;
}

由於我們拋出了一個類型為 const char* 的異常，因此，當捕獲該異常時，我們必須在 catch 區塊中使用 const char*。當上面的程式碼被編譯和執行時，它會產生下列結果：

Division by zero condition!

C++ 標準的異常

C++ 提供了一系列標準的異常，定義在<exception> ; 中，我們可以在程式中使用這些標準的例外。它們是以父子類別層次結構組織起來的，如下所示：

下表是對上面層次結構中出現的每個例外的說明：

異常	描述
#std::exception	該異常是所有標準C++ 異常的父類別。
std::bad_alloc	該例外可以透過 new 拋出。
std::bad_cast	該例外可以透過 dynamic_cast 拋出。
std::bad_exception	這在處理 C++ 程式中無法預期的例外狀況時非常有用。
std::bad_typeid	該例外可以透過 typeid 拋出。
std::logic_error	#理論上可以透過讀取程式碼來偵測到的例外。
std::domain_error	當使用了一個無效的數學域時，會拋出該例外。
std::invalid_argument	當使用了無效的參數時，會拋出該例外。
std::length_error	當創建了太長的 std::string 時，會拋出該例外。
std::out_of_range	該異常可以透過方法拋出，例如std::vector 和std::bitset<>::operator[]() 。
std::runtime_error	#理論上不可以透過讀取程式碼來偵測到的例外。
std::overflow_error	當數學上溢發生時，會拋出該例外。
std::range_error	當嘗試儲存超出範圍的值時，會拋出該例外。
std::underflow_error	當發生數學下溢時，會拋出該例外。

定義新的例外

您可以透過繼承和重載 exception 類別來定義新的例外。下面的實例示範如何使用std::exception 類別來實作自己的例外：

#include <iostream>
#include <exception>
using namespace std;

struct MyException : public exception
{
  const char * what () const throw ()
  {
    return "C++ Exception";
  }
};
 
int main()
{
  try
  {
    throw MyException();
  }
  catch(MyException& e)
  {
    std::cout << "MyException caught" << std::endl;
    std::cout << e.what() << std::endl;
  }
  catch(std::exception& e)
  {
    //其他的错误
  }
}

這將產生以下結果：