异常处理概述：

异常是用一个throw语句抛出，同时用try-catch来捕获，例如一个简单的例子：

#include <iostream>using namespace std;int main(int argc, char *argv[])
{cout << "Enter two number: " << endl;int number1, number2;cin >> number1 >> number2;try{if(number2==0)   // 如果除数为零 throw number1;   // throw语句抛出异常 cout << number1 << "/" << number2 << " is " << (number1/number2) << endl; }catch (int ex)   // catch捕获异常 ex: catch块参数{// 异常处理 cout << "Excetion: an number " << ex << "can not be divided by zero" << endl;}cout << "Exception end" << endl;return 0;
}

C++允许throw任何类型的值。当异常被抛出后，程序的正常执行流程被中断。当catch块捕获i到异常后，就执行里面的代码。

catch快块就像一个函数，其参数与抛出的异常值匹配，而与函数不同的是，catch块调用完毕后，程序控制流程不会返回到抛出异常的地方，而是直接执行catch块后的语句。

异常处理的优点：

将上述的代码改写为函数的形式：

#include <iostream>using namespace std;int quotient(int number1, int number2)
{if(number2==0)throw number1;return number1/number2;
}int main(int argc, char *argv[])
{cout << "Enter two number: " << endl;int number1, number2;cin >> number1 >> number2;try{int result = quotient(number1, number2);cout << number1 << "/" << number2 << " is " << result << endl; }catch (int)   // catch捕获异常 {// 异常处理 cout << "Excetion: an number can not be divided by zero" << endl;}cout << "Exception end" << endl;return 0;
}

quotient() 函数抛出异常，调用者的catch块会捕获到这个异常。这种机制允许一个函数给他的调用者抛出异常，否则函数自己必须处理这种异常，或者终止程序。例如错误发生时，一个被调用的函数，尤其是库函数，其自身不知道如何处理异常。库函数可以检测到错误，但只有函数调用者才知道如何处理异常。

异常处理的思路是将错误检测和异常处理分开。

异常类：

C++标准中的异常类

catch块的参数如果是类的话，则可以传递更多的信息

exception类定义在<exception>头文件中，类中包含一个虚函数what(),可以返回异常对象的错误信息

runtime_error是描述运行时错误的标准异常类的基类

overflow_error算术运算溢出

underflow_error溢出

logic_error描述逻辑错误

bad_alloc: new运算符在无法分配内存时抛出的异常

bad_cast是dynamic_cast在转换类型时发生错误所抛出的异常。

invalid_argument：描述将非法的参数传递给函数时抛出的异常

out_of_range: 值超出允许范围

length_error: 对象大小超过最大允许长度

bad_except: 描述了从未预料的异常处理程序所抛出的异常

例如，对上面的代码进行修改，使用异常类。

#include <iostream>
#include <stdexcept>   // 包含异常类的头文件
using namespace std;int quotient(int number1, int number2)
{if(number2==0)throw runtime_error("Divisor can not be zero");  // 实例化一个runtime_error()对象 return number1/number2;
}int main(int argc, char *argv[])
{cout << "Enter two number: " << endl;int number1, number2;cin >> number1 >> number2;try{int result = quotient(number1, number2);cout << number1 << "/" << number2 << " is " << result << endl; }catch (runtime_error& ex)   // catch捕获异常, 参数为runtime_error对象 {// 异常处理 cout << ex.what() << endl;}cout << "Exception end" << endl;return 0;
}

可以在程序中同时捕获多个地方的异常：

#include <iostream>
#include <stdexcept>   // 包含异常类的头文件
using namespace std;int quotient(int number1, int number2)
{if(number2==0)throw runtime_error("Divisor can not be zero");  // 实例化一个runtime_error()对象 return number1/number2;
}double getArea(double radius)
{if(radius<0)throw invalid_argument("Radius can not be negative");return 3.14*radius*radius;
}int main(int argc, char *argv[])
{cout << "Enter two number: " << endl;int number1, number2;cin >> number1 >> number2;try{int result = quotient(number1, number2);cout << number1 << "/" << number2 << " is " << result << endl; }catch (runtime_error& ex)   // catch捕获异常, 参数为runtime_error对象 {// 异常处理 cout << ex.what() << endl;}double radius;cout << "Enter the radius: " << endl;cin >> radius;try{double area = getArea(radius); cout << "The area of the area is " << area << endl;}catch (invalid_argument& ex){cout << "Exception: " << ex.what() << endl; }cout << "Exception end" << endl;return 0;
}

自定义异常类：

C++允许定义自己的异常类。异常类与其他c++类没有什么差别，但是自定义的异常类应派生自exception类，这样就能够应用exception类中的一些公共特性(例如what()函数)：

例如：定义一个派生自Geometric类的类Triangle, 在对Triangle的属性（边长）进行初始化和修改的时候，应该满足三角形三条边之间的关系，否则应该抛出异常，可以定义一个TriangleException来描述这个异常。

TriangleException.h文件 // 包含了类的实现，这种内联方式实现对于简短的函数来说效率更高

#ifndef TRIANGLEEXCEPTION_H
#define TRIANGLEEXCEPTION_H
#include <stdexcept>
using namespace std;// 自定义异常类 TriangleException
// TriangleException类派生自logic_error
class TriangleException: public logic_error
{private:     // 数据域 double side1;double side2;double side3;// 派生类中，如果没有显示的调用基类的构造函数， // 则在派生类的构造函数中会缺省调用基的无参构造函数， // 因为 logic_error类没有无参的构造函数， // 所以在这里需要显示调用基类有参数的构造函数。// 调用logic_error("Invalid triangle")设置了一个错误信息// 当异常对象调用what()时就会返回错误信息 public: TriangleException(double side1, double side2, double side3):logic_error("Invalid triangle") {this->side1 = side1;this->side2 = side2;this->side3 = side3;}double getSide1() const{return side1; }   double getSide2() const{return side2;}double getSide3() const{return side3;}
};
#endif

对triangle类的定义:

#ifndef TRIANGLE_H
#define TRIANGLE_H
#include "E:\back_up\code\c_plus_code\chapter15\external_file\TriangleException.h"   // 异常类头文件
#include "E:\back_up\code\c_plus_code\chapter15\external_file\geometric.h"     // 基类头文件
#include <cmath>
class Triangle: public Geometric
{private:double side1;double side2;double side3;bool isValid(double side1, double side2, double side3){return (side1<side2+side3)&&(side2<side1+side3)&&(side3<side2+side1);}public:Triangle(){side1 = 1;side2 = 2;side3 = 3;}Triangle(double side1, double side2, double side3){if (!isValid(side1, side2, side3))throw TriangleException(side1, side2, side3);   // 不满足三边关系则抛出异常 this->side1 = side1;this->side2 = side2;this->side3 = side3;}double getSide1() const{return side1;}double getSide2() const{return side2;}double getSide3() const{return side3;}void setSide1(double side1){if(!isValid(side1, side2, side3))throw TriangleException(side1, side2, side3);   // 不满足三边关系则抛出异常 this->side1 = side1;}void setSide2(double side2){if(!isValid(side1, side2, side3))throw TriangleException(side1, side2, side3);this->side2 = side2;}void setSide3(double side2){if(!isValid(side1, side2, side3))throw TriangleException(side1, side2, side3);this->side3 = side3;}double getPerimeter() const{return side1 + side2 + side3;}double getArea() const{double s = getPerimeter()/2;return sqrt(s*(s-side1)*(s-side2)*(s-side3));}
};
#endif

main.cpp文件

#include <iostream>
#include <string>
#include "E:\back_up\code\c_plus_code\chapter15\external_file\geometric.h"
#include "E:\back_up\code\c_plus_code\chapter15\external_file\TriangleException.h"   // 异常类头文件
#include "E:\back_up\code\c_plus_code\chapter15\external_file\circle.h"
#include "E:\back_up\code\c_plus_code\chapter15\external_file\rectangle.h"
#include "E:\back_up\code\c_plus_code\chapter15\external_file\Triangle.h"using namespace std;int main(int argc, char *argv[])
{try{Triangle tria(3,3,4);tria.setSide1(1);cout << "The Area is " <<tria.getArea() << endl;//tria.setSide1(1); }catch (TriangleException& ex){cout << ex.what() << endl;cout << "The sides are " << ex.getSide1() << " " << ex.getSide2() << " " << ex.getSide3() << endl; }//displayGeometric(g1);//displayGeometric(circle1);    //  超类型的变量引用子类型的对象 //displayGeometric(rec1);//cout << "rec1 area is " << rec1.getArea() << endl;//cout << equalArea(circle1, rec1);//cout << "circle area is " << circle1.getArea() << endl;//cout << "The circle and rectangle area is equal? " << ((equalArea(circle1, rec1))?"Yes":"No") << endl;return 0;}

运行结果：// 捕获异常

多重异常捕获

一个try-catch模块可能包含多个catch语句。可以处理tr语句抛出的各种异常。

例如，对于前面三角形的例子，可以在定义一个异常类NoPositiveSideException（存在负的边长时也抛出异常）

NoPositiveSideException.h文件

#ifndef NOPOSITIVESIDEEXCEPTION_H
#define NOPOSITIVESIDEEXCEPTION_H
#include <stdexcept>using namespace std;
class NoPositiveSideException: public logic_error
{private:double side;//double side2;//double side3;public:NoPositiveSideException(double side): logic_error("No-Positive side!"){this->side = side;}double getSide() {return side;}
};
#endif

对Triangle类的修改：

#ifndef TRIANGLE_H
#define TRIANGLE_H
#include "E:\back_up\code\c_plus_code\chapter15\external_file\TriangleException.h"   // 异常类头文件
#include "E:\back_up\code\c_plus_code\chapter15\external_file\NoPositiveSideException.h"   // 异常类头文件
#include "E:\back_up\code\c_plus_code\chapter15\external_file\geometric.h"     // 基类头文件
#include <cmath>
class Triangle: public Geometric
{private:double side1;double side2;double side3;bool isValid(double side1, double side2, double side3){return (side1<side2+side3)&&(side2<side1+side3)&&(side3<side2+side1);}public:Triangle(){side1 = 1;side2 = 2;side3 = 3;}Triangle(double side1, double side2, double side3){if(side1<=0)throw NoPositiveSideException(side1);if(side2<=0)throw NoPositiveSideException(side2);if(side3<=0)throw NoPositiveSideException(side3);if (!isValid(side1, side2, side3))throw TriangleException(side1, side2, side3);   // 不满足三边关系则抛出异常 this->side1 = side1;this->side2 = side2;this->side3 = side3;}double getSide1() const{return side1;}double getSide2() const{return side2;}double getSide3() const{return side3;}void setSide1(double side1){if(side1<=0)throw NoPositiveSideException(side1);if(!isValid(side1, side2, side3))throw TriangleException(side1, side2, side3);   // 不满足三边关系则抛出异常 this->side1 = side1;}void setSide2(double side2){if(side2<=0)throw NoPositiveSideException(side2);if(!isValid(side1, side2, side3))throw TriangleException(side1, side2, side3);this->side2 = side2;}void setSide3(double side2){if(side3<=0)throw NoPositiveSideException(side3);if(!isValid(side1, side2, side3))throw TriangleException(side1, side2, side3);this->side3 = side3;}double getPerimeter() const{return side1 + side2 + side3;}double getArea() const{double s = getPerimeter()/2;return sqrt(s*(s-side1)*(s-side2)*(s-side3));}
};
#endif

main.cpp文件

#include <iostream>
#include <string>
#include "E:\back_up\code\c_plus_code\chapter15\external_file\geometric.h"
#include "E:\back_up\code\c_plus_code\chapter15\external_file\TriangleException.h"   // 异常类头文件
#include "E:\back_up\code\c_plus_code\chapter15\external_file\NoPositiveSideException.h"   // 异常类头文件
#include "E:\back_up\code\c_plus_code\chapter15\external_file\circle.h"
#include "E:\back_up\code\c_plus_code\chapter15\external_file\rectangle.h"
#include "E:\back_up\code\c_plus_code\chapter15\external_file\Triangle.h"using namespace std;int main(int argc, char *argv[])
{cout << "Enter the three sides: " << endl;double side1, side2, side3;cin >> side1 >> side2 >> side3;try{   Triangle tria(side1, side2, side3);//tria.setSide1(1);cout << "The Area is " <<tria.getArea() << endl;//tria.setSide1(1); }catch (TriangleException& ex)  //多重异常捕获{cout << ex.what() << endl;cout << "The sides are " << ex.getSide1() << " " << ex.getSide2() << " " << ex.getSide3() << endl; }catch (NoPositiveSideException& ex)   // 多重异常捕获{cout << ex.what() << endl;cout << "The side " << ex.getSide() << " is negative" << endl;}return 0;}

多个不同的异常类可以派生自同一个基类，如果catch的参数是基类的异常对象，则它能够捕获所有派生类的异常对象。还有catch模块的次序也很重要！派生类的catch在前，基类的catch在后

注：

catch的参数可以为（...），这同样的catch能捕获所有类型的异常。这种catch应放在所有的catch之后，作为默认异常处理程序，捕获所有没有被之前catch模块所捕获的异常。

异常的传播

在 try语句中发生异常的时候，c++会由前到后依次检查每个catch模块，检查异常对象是否与catch模块参数的类型相匹配。

重抛出异常：
一个异常被捕获后，他可以被重新抛出给函数的调用者。

#include <iostream>
#include <stdexcept>   // 包含异常类的头文件
using namespace std;void f1()
{try{throw runtime_error("Exception in f1"); }catch (exception& ex){cout << ex.what() << endl;cout << "Exception caught in f1" << endl;throw;    //  重抛出异常runtime_error() }
}int main(int argc, char *argv[])
{try{f1();   // f1内部抛出异常，处理后再重抛出异常 }catch (exception& ex)   // 捕获被重新抛出的异常{cout << "Exception caught in main" << endl;cout << ex.what() << endl;} return 0;
}

运行结果：

异常说明：

可以在函数的头部声明这个函数可能抛出的异常类型有哪些：

例如：

void f1() throw(runtime_error, logic_error)   // 异常说明，函数可能会抛出那些异常类，throw(ExceptionList)
{try{throw runtime_error("Exception in f1"); throw logic_error("Logic error");}
}

throw()称为空异常说明，放置于函数头后，说明函数不能抛出任何异常。

异常类型列表中如果有bad_exception,则函数抛出一列表中未定义的异常时，会抛出一个bad_exception异常，如果列表中没有bad_exception，发生这种情况时程序会终止。

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