C++标准库异常类有哪些详解std exception及其派生类-C++-PHP中文网

C++标准库异常类有哪些详解std exception及其派生类

P粉602998670

发布： 2025-08-04 12:56:01

原创

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c++++标准库异常类体系定义在<stdexcept>中，继承自std::exception，用于报告运行错误。1. std::exception是基类，提供虚函数what()描述异常信息，不可直接抛出。2. 异常分为逻辑错误（如invalid_argument、domain_error、length_error、out_of_range）和运行时错误（如runtime_error、range_error、overflow_error、underflow_error）。3. 逻辑错误由程序逻辑引起，运行时错误与外部环境相关。4. 抛出异常建议使用具体子类对象，捕获时用常量引用。5. 自定义异常应继承标准类，保持一致性。掌握这些有助于编写健壮、易维护的代码。

C++标准库异常类有哪些详解std exception及其派生类

C++标准库提供了一套异常类体系，主要定义在

<stdexcept>

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头文件中。它们都继承自

std::exception

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类，用于在程序运行过程中报告错误情况。了解这些异常类有助于我们写出更健壮、更易维护的代码。

std::exception 是基础

std::exception

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是所有标准异常类的基类，它定义了一个虚函数

what()

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，返回一个 C 风格字符串，用来描述异常信息。这个函数可以被派生类重写，以提供更具体的错误描述。

你不能直接抛出

std::exception

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对象，因为它是一个抽象类（某些实现可能不是抽象类，但通常不建议直接使用）。它的作用是作为其他具体异常类的公共接口。

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try {
    throw std::runtime_error("Something went wrong");
} catch (const std::exception& e) {
    std::cout << e.what() << std::endl;
}

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上面的例子展示了如何通过引用捕获所有从

std::exception

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派生的异常，并调用

what()

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方法输出错误信息。

常见的标准异常类及其用途

C++标准库中常见的异常类分为两大类：逻辑错误和运行时错误。

1. 逻辑错误类（logic_error 及其派生类）

这类异常表示可以在程序编写阶段避免的错误，通常是由于错误的输入或逻辑判断引起的。

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```
std::logic_error
```
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：逻辑错误的基类。
```
std::invalid_argument
```
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：传递了无效参数。
```
std::domain_error
```
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：参数超出数学定义域（例如求负数的平方根）。
```
std::length_error
```
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：试图创建一个超过允许长度的对象（如 string）。
```
std::out_of_range
```
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：访问越界，比如 vector 或 map 的 at() 方法。

举个例子：

std::vector<int> v = {1, 2, 3};
try {
    int x = v.at(5); // 抛出 out_of_range 异常
} catch (const std::out_of_range& e) {
    std::cerr << "Out of range error: " << e.what() << std::endl;
}

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2. 运行时错误类（runtime_error 及其派生类）

这类异常表示无法在编译期预知的问题，通常与外部环境有关。

```
std::runtime_error
```
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：运行时错误的基类。
```
std::range_error
```
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：计算结果超出了可用范围（比如浮点数精度溢出）。
```
std::overflow_error
```
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：数值运算上溢。
```
std::underflow_error
```
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：数值运算下溢。

例如：

double compute_ratio(int a, int b) {
    if (b == 0)
        throw std::runtime_error("Division by zero");
    return static_cast<double>(a) / b;
}

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虽然这里用了基类，但也可以根据具体情况使用更具体的派生类。

如何选择合适的异常类型？

如果错误是因为输入或逻辑错误导致的，优先考虑
```
logic_error
```
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系列。
如果错误来自系统资源、I/O、算法限制等运行时因素，使用
```
runtime_error
```
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系列。
尽量不要直接抛出
```
std::exception
```
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或
```
std::runtime_error
```
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，除非没有更合适的子类。
自定义异常类最好也继承自
```
std::exception
```
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或其派生类，保持一致性。