【C++】异常处理 ⑧ ( 标准异常类 | 标准异常类继承结构 | 常用的标准异常类 | 自定义异常类继承 std::exception 基类 )

淩亂°似流年 2024-02-05 11:33 73阅读 0赞

#### 文章目录 ####

*  一、抛出 / 捕获 多个类型异常对象
 *   *  1、标准异常类
     *  2、标准异常类继承结构
     *  3、常用的标准异常类
 *  二、自定义异常类继承 std::exception 基类
 *   *  1、自定义异常类继承 std::exception 基类
     *  2、完整代码示例 - 自定义异常类继承 std::exception 基类

## 一、抛出 / 捕获 多个类型异常对象 ##

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### 1、标准异常类 ###

在 C++ 语言中 , 提供了一系列的 " 标准异常类 " ,

这些 " 标准异常类 " 都继承了 std::exception 基类 ,

在 标准库 中 , 抛出的异常 , 都是 标准异常类 , 都是 std::exception 类的子类 ;

### 2、标准异常类继承结构 ###

标准异常类 定义在 std 命名空间 , 标准异常类 基类 std::exception 定义在 <exception> 头文件中 ;

#include <exception>

标准异常类 基类 std::exception 中提供了 what() 函数 , 用于获取异常报错信息 , what 函数的原型如下 :

namespace std {
        
    
    #pragma warning(push)
    #pragma warning(disable: 4577) // 'noexcept' used with no exception handling mode specified
    class exception
    {
        
        _NODISCARD virtual char const* what() const
        {
        
            return _Data._What ? _Data._What : "Unknown exception";
        }
    }

**标准异常类的继承关系如下图所示 :**  
![在这里插入图片描述][19ed8d9be1794e4a8629bfcfca232ece.png]

上图中 runtime\_error 和 logic\_error 两个重要的异常类型基类 ,

*  **logic\_error** 是 编译时 被预先检测出来的异常 , 编程足够规范可以避免此类异常 ; logic\_error 定义在了 <stdexcept> 头文件中 , 继承 exception 异常基类 ;

class logic_error : public exception {
         // base of all logic-error exceptions

*  **runtime\_error** 是 运行时 不能被预先检测出的异常 ; runtime\_error 定义在了 <stdexcept> 头文件中 , 继承 exception 异常基类 ;

// CLASS runtime_error
    class runtime_error : public exception {
         // base of all runtime-error exceptions

**使用标准异常类 , 使用前需要导入 <stdexcept> 头文件 ;**

#include <stdexcept>

### 3、常用的标准异常类 ###

**常用的标准异常类如下 :** **std::exception** 是标准异常类 基类 , 定义了 what() 函数 , 该方法返回一个指向 C 字符串的指针 , 该字符串包含了描述异常的消息 ;

*  **std::bad\_alloc :** 当无法分配内存时 , 会抛出此异常 ;
 *  **std::bad\_cast :** 当进行类型转换时 , 如果转换失败 , 会抛出此异常 ;
 *  **std::bad\_exception :** 当异常处理程序无法处理异常时 , 会抛出此异常 ;
 *  **std::logic\_error :** 当程序中出现逻辑错误时 , 会抛出此异常 ;
    
     *  **std::out\_of\_range :** 当访问超出有效范围的数组元素、vector 或 string 时 , 会抛出此异常 ;
     *  **std::length\_error :** 当试图创建一个超过可表示长度的容器时 , 会抛出此异常 ;
     *  **std::domain\_error :** 当计算一个数学函数的结果时 , 如果结果不在定义域内 , 会抛出此异常 ;
     *  **std::invalid\_argument :** 当一个函数接收到无效的参数时 , 会抛出此异常 ;
 *  **std::runtime\_error :** 当程序运行时发生错误时 , 会抛出此异常 ;
    
     *  **std::overflow\_error :** 当整数运算结果太大 , 无法表示时 , 会抛出此异常 ;
     *  **std::range\_error :** 当数学函数的结果是无限大或 NaN 时 , 会抛出此异常 ;
     *  **std::underflow\_error :** 当数值下溢 , 即数值太小而无法表示时 , 会抛出此异常 ;
 *  **std::system\_error :** 当系统调用失败时 , 会抛出此异常 ;
 *  **std::system\_fault :** 这是一个用于指示由操作系统引起的错误的异常类 ;
 *  **std::bad\_typeid :** 当试图对一个对象使用 typeid 运算符 , 而该对象没有定义 typeid 时 , 会抛出此异常 ;
 *  **std::bad\_weak\_ptr :** 当使用无效的弱指针时 , 会抛出此异常 ;
 *  **std::exception\_ptr :** 这是一个可以持有异常对象的指针类型 ;
 *  **std::future\_error :** 当 future 对象的结果未能按预期准备就绪时 , 会抛出此异常 ;
 *  **std::invalid\_promise :** 当 future 对象接收到无效的 promise 时 , 会抛出此异常 ;
 *  **std::lock\_error :** 当尝试锁定一个已经被锁定的互斥量（mutex）时 , 或者当尝试解锁一个未被锁定的互斥量时 , 会抛出此异常 ;
 *  **std::mutex\_consistent\_set :** 当使用 std::set\_lock\_state 设置一个互斥量的状态时 , 如果该状态无效 , 会抛出此异常 ;
 *  **std::deadlock :** 当在两个或更多的线程间产生死锁时 , 会抛出此异常 ;
 *  **std::unexpected :** 当未捕获处理函数中抛出的异常时 , 会抛出此异常 ;

## 二、自定义异常类继承 std::exception 基类 ##

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### 1、自定义异常类继承 std::exception 基类 ###

**首先 ,** 导入 <stdexcept> 头文件 ;

#include <stdexcept>

**然后 ,** 自定义类继承 std::exception 类 , 通过构造函数设置异常信息 , 重写 what 函数 , 在该函数中返回异常信息 ;

// 自定义类实现标准异常类基类
    class eSize : public exception {
        
    public:
    	// 构造函数设置异常信息
    	eSize(const char* p)
    	{
        
    		this->m_p = p;
    	}
    
    	// 重写 what 函数
    	virtual const char* what() {
        
    		return m_p;
    	}
    
    	// 异常信息
    	const char* m_p;
    };

**再后 ,** 抛出异常信息 , 都抛出 eSize 类型的自定义异常类信息 , 不再像之前一样 , 抛出多个类型的异常 ;

// 1. 在 函数 中 抛出异常
    void fun(int a) {
        
    	// 判定数字大小, 只有 60 时是合法的
    	// 只要传入的参数不是 60 就需要抛出不同的异常
    	if (a == 60) {
        
    		// 合法
    	}
    	else if (a < 0) {
        
    		throw eSize("参数为负数");
    	}
    	else if (a == 0) {
        
    		throw eSize("参数为 0");
    	}
    	else if (a < 60) {
        
    		throw eSize("参数太小");
    	}
    	else if (a > 60) {
        
    		throw eSize("参数太大");
    	}
    }

**最后 ,** 捕获并处理异常 , 只需要处理 eSize& 类型的异常即可 ;

// 2. 捕获并处理异常
    	try
    	{
        
    		// 调用可能产生异常的函数
    		fun(0);
    	}
    	catch (eSize& e)
    	{
        
    		const char* what = e.what();
    		cout << "捕获异常 : " << what << endl;
    	}
    	catch (...) {
        
    		cout << "未知异常" << endl;
    	}

### 2、完整代码示例 - 自定义异常类继承 std::exception 基类 ###

**代码示例 :**

#include <iostream>
    #include <stdexcept> 
    using namespace std;
    
    // 自定义类实现标准异常类基类
    class eSize : public exception {
        
    public:
    	// 构造函数设置异常信息
    	eSize(const char* p)
    	{
        
    		this->m_p = p;
    	}
    
    	// 重写 what 函数
    	virtual const char* what() {
        
    		return m_p;
    	}
    
    	// 异常信息
    	const char* m_p;
    };
    
    // 1. 在 函数 中 抛出异常
    void fun(int a) {
        
    	// 判定数字大小, 只有 60 时是合法的
    	// 只要传入的参数不是 60 就需要抛出不同的异常
    	if (a == 60) {
        
    		// 合法
    	}
    	else if (a < 0) {
        
    		throw eSize("参数为负数");
    	}
    	else if (a == 0) {
        
    		throw eSize("参数为 0");
    	}
    	else if (a < 60) {
        
    		throw eSize("参数太小");
    	}
    	else if (a > 60) {
        
    		throw eSize("参数太大");
    	}
    }
    
    int main() {
        
    
    	// 2. 捕获并处理异常
    	try
    	{
        
    		// 调用可能产生异常的函数
    		fun(0);
    	}
    	catch (eSize& e)
    	{
        
    		const char* what = e.what();
    		cout << "捕获异常 : " << what << endl;
    	}
    	catch (...) {
        
    		cout << "未知异常" << endl;
    	}
    
    	cout << "try-catch 代码块执行完毕" << endl;
    
    	// 控制台暂停 , 按任意键继续向后执行
    	system("pause");
    
    	return 0;
    };

**执行结果 :**

捕获异常 : 参数为 0  
try-catch 代码块执行完毕  
Press any key to continue . . .

![在这里插入图片描述][492af05c5d30417ea36558d51f81396f.png]

[19ed8d9be1794e4a8629bfcfca232ece.png]: https://image.dandelioncloud.cn/pgy_files/images/2024/02/05/23e4a51a9f894839a22b187f3079e740.png
[492af05c5d30417ea36558d51f81396f.png]: https://image.dandelioncloud.cn/pgy_files/images/2024/02/05/e674bb44ae9f4b22be56a9e7988ae538.png