c++中怎么处理异常_C++异常处理机制详解

C++异常处理通过try、catch、throw实现，支持类型匹配与继承体系，推荐使用标准异常类，结合RAII和noexcept确保异常安全，提升代码健壮性与可读性。

C++中的异常处理机制提供了一种结构化的方法来应对程序运行时出现的错误情况，使得程序可以在出错时优雅地恢复或终止。它通过 try、catch 和 throw 三个关键字实现，帮助开发者将正常逻辑与错误处理分离，提高代码的可读性和健壮性。

异常的基本语法结构

在C++中，异常处理的基本结构如下：

try {
    // 可能抛出异常的代码
    throw exception_type();
}
catch (exception_type& e) {
    // 捕获并处理特定类型的异常
}

当 try 块中的代码使用 throw 抛出一个异常后，程序会立即停止当前执行流程，并在调用栈中向上查找匹配的 catch 块。一旦找到类型匹配的 catch 处理器，就会执行其内部代码。

抛出和捕获异常

你可以 throw 任何类型的对象，但推荐使用标准库中的异常类，比如 std::exception 或其派生类（如 std::runtime_error、std::invalid_argument 等）。

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示例：

#include <iostream>
#include <stdexcept>

int divide(int a, int b) {
    if (b == 0)
        throw std::invalid_argument("除数不能为零");
    return a / b;
}

int main() {
    try {
        int result = divide(10, 0);
    }
    catch (const std::invalid_argument& e) {
        std::cout << "捕获异常：" << e.what() << std::endl;
    }
    return 0;
}

在这个例子中，函数检测到非法输入后抛出异常，main 函数通过 catch 捕获并输出错误信息。

异常的类型匹配与继承体系

C++支持按类型匹配异常。如果你有多个 catch 块，应将更具体的异常类型放在前面，避免被基类捕获而屏蔽子类。

例如：

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try {
    // ...
    throw std::runtime_error("运行时错误");
}
catch (const std::runtime_error& e) {
    std::cout << "运行时错误：" << e.what() << std::endl;
}
catch (const std::exception& e) {
    std::cout << "其他标准异常：" << e.what() << std::endl;
}

因为 std::runtime_error 是 std::exception 的子类，所以必须先捕获子类，否则后面的 catch 将无法执行。

构造函数中的异常处理

构造函数没有返回值，因此无法通过返回码报告错误。这时异常是唯一合理的错误通知方式。

如果构造函数抛出异常，对象的析构函数不会被调用，但已构造完成的成员变量会自动调用其析构函数（RAII原则），这有助于资源管理。

建议在构造函数中只做必要初始化，避免复杂逻辑引发异常。

noexcept 关键字的作用

从 C++11 开始引入了 noexcept 标识符，用于声明某个函数不会抛出异常：

void my_function() noexcept {
    // 这个函数承诺不抛出异常
}

如果标记为 noexcept 的函数实际抛出了异常，程序将直接调用 std::terminate() 终止。这个特性常用于优化性能敏感的代码路径，例如移动构造函数。

异常安全的三个级别

编写异常安全的代码需要考虑以下三种保证：

• 基本保证：发生异常后，对象仍处于有效状态，无资源泄漏
• 强保证：操作要么完全成功，要么回到调用前状态（类似事务）
• 不抛异常保证：操作绝不抛出异常（如某些析构函数）

通常通过 RAII（Resource Acquisition Is Initialization）技术配合智能指针（如 std::unique_ptr）来实现异常安全。

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