C++异常处理try catch_C++ exception类层次结构与异常安全代码

C++中通过try-catch结构捕获异常,保障程序健壮性;try块包含可能出错代码,catch块处理异常,如捕获std::runtime_error等标准异常,提升代码安全性与可维护性。

c++异常处理try catch_c++ exception类层次结构与异常安全代码

在C++中,异常处理是保障程序健壮性的重要机制。通过 try-catch 结构,程序可以在运行时捕获并处理错误,避免因未处理的异常导致崩溃。同时,理解C++标准库提供的异常类层次结构,有助于编写更清晰、可维护的异常安全代码。

try-catch 基本用法

try-catch 用于捕获可能抛出异常的代码段。try块中放置可能出错的代码,catch块负责处理异常。

try {    // 可能抛出异常的代码    throw std::runtime_error("Something went wrong");}catch (const std::exception& e) {    // 捕获标准异常    std::cerr << "Error: " << e.what() << std::endl;}catch (...) {    // 捕获所有其他异常(不推荐滥用)    std::cerr << "Unknown exception caught" << std::endl;}

catch块可以有多个,按顺序匹配异常类型。建议优先捕获具体类型,再处理通用异常。使用引用捕获可避免对象切片,并提升性能。

C++ 异常类层次结构

C++标准库定义了一套基于 std::exception 的异常类体系,位于 和 头文件中。

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std::exception:所有标准异常的基类,提供虚函数 what() 返回错误描述。 std::logic_error:表示程序逻辑错误,如调用无效参数。常见子类: std::invalid_argument std::domain_error std::length_error std::out_of_range std::logic_error std::runtime_error:表示运行时错误,无法在编译期检测。常见子类: std::range_error std::overflow_error std::underflow_error

自定义异常通常继承自这些标准类,便于统一处理。

编写异常安全的代码

异常安全指在异常发生时,程序仍能保持一致状态,不泄漏资源。常见的异常安全保证分为三级:基本保证、强保证、无抛出保证。

实现异常安全的关键策略包括:

使用RAII(Resource Acquisition Is Initialization)管理资源。例如,用 std::unique_ptr 自动释放内存,用 std::lock_guard 管理锁。 避免在构造函数中执行可能失败的操作,或确保构造失败时对象处于可析构状态。 在赋值操作中采用“拷贝再交换”模式,以实现强异常安全。 谨慎使用裸指针和手动 new/delete,优先使用智能指针和容器。

例如,以下代码通过RAII确保即使抛出异常也不会泄漏资源:

void risky_function() {    auto ptr = std::make_unique(); // 自动释放    std::ofstream file("data.txt");         // 析构时自动关闭    if (some_error)        throw std::runtime_error("Failed");    // 即使抛出异常,ptr 和 file 仍会被正确清理}

基本上就这些。掌握 try-catch 机制、熟悉异常类层次,并遵循异常安全编程原则,能让C++代码更加可靠。不复杂但容易忽略。

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