C++标准库异常类有哪些 详解std exception及其派生类

c++++标准库异常类体系定义在中,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


头文件中。它们都继承自

std::exception

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。

C++标准库异常类有哪些 详解std exception及其派生类

std::exception 是基础

std::exception

是所有标准异常类的基类,它定义了一个虚函数

what()

,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

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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C++标准库异常类有哪些 详解std exception及其派生类

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

上面的例子展示了如何通过引用捕获所有从

std::exception

派生的异常,并调用

what()

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:逻辑错误运行时错误

C++标准库异常类有哪些 详解std exception及其派生类

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。

std::logic_error

:逻辑错误的基类。

std::invalid_argument

:传递了无效参数。

std::domain_error

:参数超出数学定义域(例如求负数的平方根)。

std::length_error

:试图创建一个超过允许长度的对象(如 string)。

std::out_of_range

:访问越界,比如 vector 或 map 的 at() 方法。

举个例子:

std::vector 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;}

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

:运行时错误的基类。

std::range_error

:计算结果超出了可用范围(比如浮点数精度溢出)。

std::overflow_error

:数值运算上溢。

std::underflow_error

: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(a) / b;}

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

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

系列。尽量不要直接抛出

std::exception

std::runtime_error

,除非没有更合适的子类。自定义异常类最好也继承自

std::exception

或其派生类,保持一致性。

常见做法:

使用

std::invalid_argument

表示参数错误;使用

std::out_of_range

表示索引越界;使用

std::runtime_error

表示通用运行时问题;其他特定场景选择对应子类。

注意事项和建议

抛出异常时尽量使用对象而非指针,避免内存泄漏。捕获异常时应使用常量引用,防止不必要的拷贝或切片问题。不要滥用异常处理,只在真正“异常”的情况下使用。异常信息应清晰,便于调试。

基本上就这些。掌握好这些标准异常类,能帮助你写出更清晰、更安全的 C++ 代码。

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