写在前面
简单总结一下C++异常处理部分(Exception).
异常只是C++为了处理错误提出的一种解决方案, 并不是唯一的一种.
异常处理
特点
- 异常处理的流程完全独立
- 异常不能被忽略, 必须被处理
- 异常可以用在错误码无法使用的场合中
错误类型的继承关系
总结自CPP Primer第五版
classDiagram
direction LR
Exception <-- runtime_error
Exception <-- bad_cast
Exception <-- bad_alloc
Exception <-- logic_error
runtime_error <-- range_error
runtime_error <-- overflow_error
runtime_error <-- underflow_error
logic_error <-- invalid_argument
logic_error <-- length_error
logic_error <-- out_of_range
logic_error <-- domain_error
判断什么时候使用异常
- 不允许被忽略的错误
- 极少数情况下才会发生的错误
- 严重影响代码的正常运行流程, 很难恢复到正常状态的错误
- 无法本地处理. 必须穿透”调用栈”, 传递到上层才能被处理的错误.
例子:
- 构造函数, 内部初始化失败, 则后面的逻辑也无法进行, 这时候可以用异常处理.
- 读写文件, 使用异常判断文件权限问题的错误
- socket编程, 不要使用异常(因为经常出现网络问题, 使用异常降低性能)
代码示例
继承runtime_error
class my_exception : public std::runtime_error {
public:
using this_type = my_exception;
using super_type = std::runtime_error;
public:
my_exception(const char* msg) : super_type(msg) {}
/* my_exception() = default; */
~my_exception() = default;
private:
int code = 0;
};
封装throw
[[noreturn]] void raise(const char* msg) { throw my_exception(msg); }
catch语句块
异常只能按照catch块在代码中的 顺序依次匹配, 而不是去找最佳匹配
建议: 只使用一个catch块, 例如:
try {
raise("error occuerd");
} catch (const exception& e) {
cout << e.what() << endl; // what()是exception类的虚函数
}
function-try
void fun()
try {
...
} catch (...) {
...
}
仍然用上面的例子:
void t2() try { raise("error occuerd"); } catch (const exception& e) {
cout << e.what() << endl;
}
优点:
- 捕获函数执行过程中所有可能的异常
- 少了一层缩进, 逻辑清晰
使用noexcept
这个关键字专门用来修饰函数, 用来告诉编译器被修饰的函数不会抛出异常.
void func_noexcept() noexcept { cout << "noexcept\n"; }
只是一个声明, 就算函数体内部抛出了异常, 也是可以的.
void func_noexcept() noexcept {
cout << "noexcept\n";
throw(1);
}
// output:
//terminate called after throwing an instance of 'int'
特殊异常的处理方法
下面介绍一些实际使用中用到的C++异常, 例如在力扣中使用异常来避免使用判断语句(虽然理想很丰满), 以及
数组越界异常
先来看这样一道题:
剑指 Offer 64. 求1+2+…+n - 力扣（LeetCode）;
使用Python的话, 可以这样写:
class Solution:
def sumNums(self, n: int) -> int:
try:
a = [0]
return a[n - 1] + n
except Exception:
return n + self.sumNums(n - 1)
那么神通广大的C++可以这样做吗? 答案是:No..(并且就算这样可以也不是最优解)
来看看如果用C++捕获异常的情况:
class Solution {
public:
int sumNums(int n) {
int a[1]{0};
try {
if (n - 1 >= 1) throw 1;
return a[n - 1] + n;
} catch (int) { return n + sumNums(n - 1); }
}
};
没错, 必须手动判断然后通过throw抛出异常, 是不是很逆天… 并不智能.
空指针异常
这里是另一道力扣题:
当然快慢指针是最快的方法, 不过判断指针的异常情况也可以, 例如Python:
# Definition for singly-linked list.
# class ListNode:
# def __init__(self, x):
# self.val = x
# self.next = None
class Solution:
def hasCycle(self, head: Optional[ListNode]) -> bool:
s=f=head
while 1:
try:
s=s.next
f=f.next.next
except Exception as e:
return False
if s==f:
return True
但是, 用C++来直接捕获空指针异常就是不可能的, 只能手动加判断然后抛出异常:
/**
* Definition for singly-linked list.
* struct ListNode {
* int val;
* ListNode *next;
* ListNode(int x) : val(x), next(NULL) {}
* };
*/
class Solution {
public:
bool hasCycle(ListNode *head) {
auto fast = head, slow = head;
while (1) {
try {
if (!fast || !fast->next) throw 1;
fast = fast->next->next;
slow = slow->next;
} catch (int) { return false; }
if (fast == slow) return true;
}
}
};
不过, 这样倒是也好, 不会惯坏C++程序员, 像这种错误会引起core dump, 还是尽早处理了好, 别等到实际运行的时候才去处理.
c++ - How to catch the null pointer exception? - Stack Overflow;