网站带做收录排名,青岛企业网站推广,西安app开发软件定制,网页制作教程教程总言 主要介绍异常。 文章目录 总言1、C异常1.1、C语言传统的处理错误的方式1.2、异常概念1.3、异常的基本用法1.3.1、异常的抛出和捕获1.3.1.1、异常的抛出和匹配原则1.3.1.2、 在函数调用链中异常栈展开匹配原则 1.3.2、异常的重新抛出1.3.2.1、演示一1.3.2.2、演示二 1.3.3…总言 主要介绍异常。 文章目录 总言1、C异常1.1、C语言传统的处理错误的方式1.2、异常概念1.3、异常的基本用法1.3.1、异常的抛出和捕获1.3.1.1、异常的抛出和匹配原则1.3.1.2、 在函数调用链中异常栈展开匹配原则 1.3.2、异常的重新抛出1.3.2.1、演示一1.3.2.2、演示二 1.3.3、异常安全1.3.4、异常规范 2、 自定义异常体系2.1、基本说明2.2、相关演示 3、标准库异常体系4、异常的优缺点4.1、优点4.2、缺点 1、C异常
1.1、C语言传统的处理错误的方式 1、传统的错误处理机制 1. 终止程序如assert。缺陷用户难以接受。如发生内存错误除0错误时就会终止程序。 2. 返回错误码。缺陷需要自己去查找对应的错误。如系统的很多库的接口函数都是通过把错误码放到errno中表示错误。 PS实际中C语言基本都是使用返回错误码的方式处理错误部分情况下使用终止程序处理非常严重的错误。
1.2、异常概念 1、基本介绍 说明 ①异常是一种处理错误的方式当一个函数发现自己无法处理的错误时就可以抛出异常让函数的直接或间接的调用者处理这个错误。 ②如果有一个块抛出一个异常捕获异常的方法会使用 try 和 catch 关键字。try 块中放置可能抛出异常的代码try 块中的代码被称为保护代码。
try
{// 保护的标识代码
}
catch (ExceptionName e1)
{// catch 块
}
catch (ExceptionName e2)
{// catch 块
}
catch (ExceptionName eN)
{// catch 块
} throw: 当问题出现时程序会 “抛出” 一个异常通过使用 throw 关键字来完成的。 catch: 在想要处理问题的地方通过异常处理程序捕获异常。catch 关键字用于捕获异常可以有多个catch进行捕获。 try: try 块中的代码标识将被激活的特定异常它后面通常跟着一个或多个 catch 块。 PS相比于C语言C的异常是通过对象(ExceptionName)接收的根据之前所学一个对象内可存储的数据信息多种多样如此丰富了错误信息。 2、基础演示 相关代码如下
double Division(int a, int b)
{// 当b 0时抛出异常if (b 0)throw Division by zero condition!;elsereturn ((double)a / (double)b);
}void Func()
{//int a 2, b 3;int a 2, b 0;cout a: a , b: b endl;cout Division(a, b) endl;
}int main()
{try {Func();}catch (const char* errmsg){cout errmsg endl;}catch (...) {cout unkown exception endl;}return 0;
} 1.3、异常的基本用法
1.3.1、异常的抛出和捕获
1.3.1.1、异常的抛出和匹配原则 1. 异常是通过抛出对象而引发的该对象的类型决定了应该激活哪个catch的处理代码。 演示如下这里有两个catch但上述throw Division by zero condition!相对匹配的类型是char*的对象。 double Division(int a, int b)
{// 当b 0时抛出异常if (b 0)//throw 123;throw Division by zero condition!;elsereturn ((double)a / (double)b);
}void Func()
{//int a 2, b 3;int a 2, b 0;cout a: a , b: b endl;cout Division(a, b) endl;
}int main()
{try {Func();}catch (const int errid){cout catch (const int errid) endl;//用于验证cout errid endl;}catch (const char* errmsg){cout const char* errmsg endl;//用于验证cout errmsg endl;}catch (...) {cout unkown exception endl;}return 0;
}2. 被选中的处理代码是调用链中与该对象类型匹配且离抛出异常位置最近的调用链中那一个。
double Division(int a, int b)
{// 当b 0时抛出异常if (b 0)throw 123;//throw Division by zero condition!;elsereturn ((double)a / (double)b);
}void Func()
{try {//int a 2, b 3;int a 2, b 0;cout a: a , b: b endl;cout Division(a, b) endl;}catch (const char* errmsg){cout Func() ------ const char* errmsg endl;//用于验证cout errmsg endl;}
}int main()
{try {Func();}catch (const int errid){cout main() ------ catch (const int errid) endl;//用于验证cout errid endl;}catch (...) {cout unkown exception endl;}return 0;
}PS异常必须被捕获不能存在没有匹配的异常类型的情况会报错/终止程序但这样子的程序行为是过于“大惊小怪的”。例如①使用异常处理本意是出错后弹出个对话框用以错误警告但该程序其它功能仍旧能正常执行②若因没有匹配类型而直接把程序终止掉这是我们不期望的行为方式。 为了防止出现此类情况引入catch(...) 3. catch(...)可以捕获任意类型的异常只是不知道该异常原因具体是什么。只有在其它类型的捕获异常都匹配不上时才用...捕获表示未知异常。 4. 虽然在throw处我们可以自定义填写内容但一般情况都是抛一个异常对象。写法如下
class Exception//用于返回异常的对象
{
public:Exception(const string errmsg, int id):_errmsg(errmsg),_errid(id){}int GetErrid()const{return _errid;}string GetErrmsg()const{return _errmsg;}protected:string _errmsg;//错误信息int _errid;//标识id
};double Division(int a, int b)
{// 当b 0时抛出异常if (b 0){Exception e(除零错误!, 1);throw e;}elsereturn ((double)a / (double)b);
}void Func()
{//int a 2, b 3;int a 2, b 0;cout a: a , b: b endl;cout Division(a, b) endl;
}int main()
{try {Func();}catch (const Exception e){cout e.GetErrid() --- e.GetErrmsg() endl;}catch (...) {cout 未知异常 endl;}return 0;
}PS抛出异常对象后会生成一个异常对象的拷贝因为抛出的异常对象可能是一个临时对象所以会生成一个拷贝对象这个拷贝的临时对象会在被catch以后销毁。这里的处理类似于函数的传值返回 5. 实际中抛出和捕获的匹配原则有个例外并不都是类型完全匹配可以抛出的派生类对象使用基类捕获。 PS此处相关演示代码见下述小节2自定义异常体系。
1.3.1.2、 在函数调用链中异常栈展开匹配原则 根据上述异常的使用当项目中存在多个函数调用时异常的匹配规则如下 1. 首先检查throw本身是否在try块内部如果在则查找匹配的catch语句。若有匹配的则调到catch的地方进行处理。 2. 没有匹配的catch则退出当前函数栈继续在调用函数的栈中进行查找匹配的catch。 3. 如果到达main函数的栈依旧没有匹配的则终止程序。 上述这个沿着调用链查找匹配的catch子句的过程称为栈展开。实际中都会在最后加一个catch(...)捕获任意类型的异常否则当有异常没捕获程序就会直接终止。 4. 找到匹配的catch子句并处理以后会继续沿着catch子句后面继续执行。 1.3.2、异常的重新抛出 在一些场景中有可能单个的catch不能完全处理一个异常在进行一些校正处理以后希望再交给更外层的调用链函数来处理catch则可以通过重新抛出将异常传递给更上层的函数进行处理。
1.3.2.1、演示一 以下述小节2中自定义异常体系的代码为例。假设在 HttpServer中我们要求当异常为“网络错误”时要先连续请求三次若都失败才将异常抛出。 // 服务器开发中通常使用的异常继承体系
class Exception//基类异常对象
{
public:Exception(const string errmsg, int id):_errmsg(errmsg), _id(id){}virtual string what() const{return _errmsg;}int Geterrid()const{return _id;}
protected:string _errmsg;//错误信息int _id;//错误码
};class HttpServerException : public Exception//异常对象表示由协议产生的异常继承了基类 Exception
{
public:HttpServerException(const string errmsg, int id, const string type):Exception(errmsg, id)//注意这里初始化基类方式详细看继承和多态章节, _type(type){}virtual string what() const{string str HttpServerException:;str _type;str :;str _errmsg;return str;}
private:const string _type;
};void SendMsg(const string str)
{srand(time(0));if (rand() % 2 0){throw HttpServerException(当前网络错误, 1, get);}else if (rand() % 5 0){throw HttpServerException(当前权限不足, 2, post);}cout 本次请求成功: str endl;
}void HttpServer()
{int count 3;//用于表示请求次数string str 客户端发送了一个请求.;while (1){Sleep(1000);try {SendMsg(str);}catch (const Exception e){if (e.Geterrid() 1 count){count--;cout count: count endl;//方便测试观察continue;//继续while循环再次try}else{throw e;//将异常抛出到上一层}}}}int main()
{while (1){cout ------------------------ endl;//用以区分每一回合方便测试观察try {HttpServer();//服务端层层调用}catch (const Exception e) // Exception是基类对象。尽管上述通过继承设置了不同的异常体系但这里直接捕获父类对象就可以。{// 多态cout e.what() endl;}catch (...){cout Unkown Exception endl;}}return 0;
} 演示结果如下 1.3.2.2、演示二 除了上述情况还有以下这类情景
double Division(int a, int b)
{// 当b 0时抛出异常if (b 0){throw 除零错误!;}return (double)a / (double)b;
}
void Func()
{int* array new int[10];//new在堆区开辟空间try {int a 2, b 0;cout Division(a, b) endl;}//需要在当前try块内部进行异常捕获catch (...)//因为throw直接抛出到main的栈中这里堆区开辟的空间没有得到释放会造成内存泄漏{cout delete [] array endl;//但这里捕获只是为了释放堆区空间delete[] array;throw;//还需要将异常重新抛出交给外部做后续处理。}// ...cout delete [] array endl;delete[] array;
}
int main()
{try{Func();}catch (const char* errmsg){cout errmsg endl;}return 0;
} 演示结果如下
1.3.3、异常安全 1、构造函数完成对象的构造和初始化最好不要在构造函数中抛出异常否则可能导致对象不完整或没有完全初始化。 2、析构函数主要完成资源的清理最好不要在析构函数内抛出异常否则可能导致资源泄漏(内存泄漏、句柄未关闭等) 3、C中异常经常会导致资源泄漏的问题比如在new和delete中抛出了异常导致内存泄漏在lock和unlock之间抛出了异常导致死锁C经常使用RAII来解决以上问题关于RAII在智能指针中讲解。
1.3.4、异常规范 1. 异常规格说明的目的是为了让函数使用者知道该函数可能抛出的异常有哪些。 可以在函数的后面接throw(类型)列出这个函数可能抛掷的所有异常类型。
// 这里表示这个函数会抛出A/B/C/D中的某种类型的异常
void fun() throw(ABCD);
// 这里表示这个函数只会抛出bad_alloc的异常
void* operator new (std::size_t size) throw (std::bad_alloc);2. 函数的后面接throw()表示函数不抛异常。
// 这里表示这个函数不会抛出异常
void* operator delete (std::size_t size, void* ptr) throw();
// C11 中新增的noexcept表示不会抛异常
thread() noexcept;
thread (thread x) noexcept;3. 若无异常接口声明则此函数可以抛掷任何类型的异常。 注意事项异常所提供的规范只是期望能按照此规则执行但不代表强制性行为。实际大多时候C中都会使用自定义异常体系以下将进行讲解说明。
2、 自定义异常体系
2.1、基本说明 说明实际使用中很多时候会自定义自己的异常体系进行规范的异常管理。通常抛出的都是继承的派生类对象使用一个基类进行捕获。
2.2、相关演示 相关代码如下
// 服务器开发中通常使用的异常继承体系
class Exception//基类异常对象
{
public:Exception(const string errmsg, int id):_errmsg(errmsg), _id(id){}virtual string what() const{return _errmsg;}int Geterrid()const{return _id;}
protected:string _errmsg;//错误信息int _id;//错误码
};class SqlException : public Exception //异常对象一表示由SQL产生的异常继承了基类 Exception
{
public:SqlException(const string errmsg, int id, const string sql):Exception(errmsg, id), _sql(sql){}virtual string what() const{string str SqlException:;str _errmsg;str -;str _sql;return str;}
private:const string _sql;
};class CacheException : public Exception//异常对象二表示由缓存产生的异常继承了基类 Exception
{
public:CacheException(const string errmsg, int id):Exception(errmsg, id){}virtual string what() const{string str CacheException:;str _errmsg;return str;}
};class HttpServerException : public Exception//异常对象三表示由协议产生的异常继承了基类 Exception
{
public:HttpServerException(const string errmsg, int id, const string type):Exception(errmsg, id), _type(type){}virtual string what() const{string str HttpServerException:;str _type;str :;str _errmsg;return str;}
private:const string _type;
};void SQLMgr()
{srand(time(0));if (rand() % 7 0){throw SqlException(权限不足, 5, select * from name SQL);}//throw xxxxxx;cout 本次请求成功 endl;
}void CacheMgr()
{srand(time(0));if (rand() % 5 0){throw CacheException(权限不足, 3);}else if (rand() % 6 0){throw CacheException(数据不存在, 4);}SQLMgr();
}void HttpServer()
{// ...srand(time(0));if (rand() % 3 0){throw HttpServerException(请求资源不存在, 1, get);}else if (rand() % 4 0){throw HttpServerException(权限不足, 2, post);}CacheMgr();
}int main()
{while (1){Sleep(1000);try {HttpServer();//服务端层层调用}catch (const Exception e) // Exception是基类对象。尽管上述通过继承设置了不同的异常体系但这里直接捕获父类对象就可以。{// 多态cout e.what() endl;}catch (...){cout Unkown Exception endl;}}return 0;
}3、标准库异常体系 相关链接std::exception C 提供了一系列标准的异常定义在 中我们可以在程序中使用这些标准的异常。它们是以父子类层次结构组织起来的。若有需要可查阅文档学习了解 4、异常的优缺点
4.1、优点 1、相比错误码的方式异常对象可以清晰准确的展示出错误的各种信息甚至可以包含堆栈调用的信息这样可以帮助更好的定位程序的bug。 2、传统方式中返回错误码有一个很大的问题在函数调用链中深层的函数返回错误时需要层层返回才能在最外层拿到错误。而若是异常体系只需要抛出异常会直接跳到相应catch捕获的地方直接处理错误 3、 很多的第三方库都包含异常比如boost、gtest、gmock等等常用的库那么我们使用这些库时也需要使用到异常。 4、部分函数使用异常更好处理比如构造函数没有返回值不方便使用错误码方式处理。比如T operator(const size_t pos)这样的函数如果pos越界了只能使用异常或者终止程序处理没办法通过返回值表示错误。
4.2、缺点 1、异常会导致程序的执行流乱跳并且非常的混乱并且是运行时出错抛异常就会乱跳。这会导致我们跟踪调试时以及分析程序时比较困难。 2、 异常会有一些性能的开销。当然在现代硬件速度很快的情况下这个影响基本忽略不计。 3、C没有垃圾回收机制资源需要自己管理。有了异常非常容易导致内存泄漏、死锁等异常安全问题。这个需要使用RAII来处理资源的管理问题。学习成本较高。 4、C标准库的异常体系定义得不完善导致大家各自定义各自的异常体系造成混乱。 5、异常尽量规范使用否则后果不堪设想随意抛异常外层捕获的用户苦不堪言。所以异常规范有两点①抛出异常类型都继承自一个基类。②函数是否抛异常、抛什么异常都使用 func throw();的方式规范化。
