C++标准库异常有哪些常见类型 std exception派生类使用场景分析

c++++标准库的异常体系基于std::exception构建，常见派生类分为逻辑错误和运行时错误。1. std::logic_error用于运行前可检测的错误，如参数非法（std::invalid_argument）、数学域错误（std::domain_error）、长度超出限制（std::length_error）、访问越界（std::out_of_range）；2. std::runtime_error用于运行时错误，如数值溢出（std::overflow_error）、数值下溢（std::underflow_error）、结果超出范围（std::range_error），适用于资源或环境问题。使用时应根据错误性质选择具体类型，增强代码健壮性与处理针对性。

C++标准库的异常体系是基于std::exception这个基类构建的，它定义了程序中常见的一些错误情况。这些派生类在不同场景下使用，帮助开发者更清晰地表达错误类型，并做出相应的处理。

常见的std::exception派生类

C++标准库提供了一些常用的异常类，它们都继承自std::exception，常见的包括：

• std::logic_error：表示可以在运行前检测到的错误，通常是由于程序逻辑错误导致。
• std::runtime_error：表示只能在运行时才能发现的错误，通常与外部环境或资源有关。

从这两个大类又派生出更多具体的异常类型，比如：

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• std::invalid_argument（logic_error子类）：传递给函数的参数不合法。
• std::domain_error（logic_error子类）：输入超出了函数定义的数学域。
• std::length_error（logic_error子类）：试图创建一个超出允许长度的对象。
• std::out_of_range（logic_error子类）：访问越界，例如vector的at()方法。
• std::range_error（runtime_error子类）：计算结果超出有效范围。
• std::overflow_error（runtime_error子类）：数值运算上溢。
• std::underflow_error（runtime_error子类）：数值运算下溢。

使用场景分析

1. 参数检查失败时用invalid_argument

当你写一个函数，需要对输入参数做合法性检查时，如果参数明显不符合要求，应该抛出std::invalid_argument。例如解析字符串为整数时传入空串或者非数字字符。

if (str.empty()) {
    throw std::invalid_argument("Input string is empty");
}

这种异常适合在编译期无法检测、但运行期能提前判断的错误。

2. 越界访问时用out_of_range

当你的容器或数据结构支持安全访问（如std::vector::at()），遇到索引越界时抛出std::out_of_range非常合适。这是用户访问非法位置时的标准做法。

try {
    vec.at(100) = 42;
} catch (const std::out_of_range& e) {
    std::cerr << "Out of range error: " << e.what() << '\n';
}

这类异常强调的是“访问”错误，而不是构造或计算错误。

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3. 构造对象长度不合理时用length_error

当你尝试构造一个对象，但指定的大小超过了系统限制或容器的最大容量，就适合抛出std::length_error。例如请求分配一个太大的vector：

try {
    std::vector<int> v(SOME_HUGE_VALUE);
} catch (const std::length_error& e) {
    // 处理长度不合理的情况
}

这在一些封装良好的库中用于防止无效对象被创建。

4. 运行时资源问题用runtime_error及其子类

对于那些依赖运行时环境的错误，比如文件打开失败、网络连接中断等，应该使用std::runtime_error或其子类如std::overflow_error、std::underflow_error等。

举个例子：

if (read_from_file.fail()) {
    throw std::runtime_error("Failed to read from file");
}

这类错误不能通过代码静态分析发现，必须在运行时处理。

如何选择合适的异常类型？

面对多个异常类型时，可以参考以下几点来决定使用哪个：

• 如果是设计阶段就能发现的错误（比如参数不对、逻辑错误），优先考虑std::logic_error系列。
• 如果是运行时才暴露的问题（比如资源不足、IO失败、数值溢出），使用std::runtime_error系列。
• 尽量使用标准库提供的具体异常类，而不是直接抛出基类std::exception，这样调用者可以根据类型做不同的处理。
• 抛出异常时，最好带上有意义的错误信息，方便调试和日志记录。

基本上就这些。选对异常类型不仅有助于写出健壮的代码，也能让异常处理更有针对性。

以上就是C++标准库异常有哪些常见类型 std exception派生类使用场景分析的详细内容，更多请关注php中文网其它相关文章！