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引言
1 - C语言传统的处理错误的方式
2 - C异常概念
3 - 异常的使用
3.1 - 异常的抛出和捕获
3.2 - 异常的重新抛出
3.3 - 异常规范
4 - 自定义异常体系
5 - C标准库的异常体系
6 - 异常的优缺点 引言
在C编程中#xff…目录
引言
1 - C语言传统的处理错误的方式
2 - C异常概念
3 - 异常的使用
3.1 - 异常的抛出和捕获
3.2 - 异常的重新抛出
3.3 - 异常规范
4 - 自定义异常体系
5 - C标准库的异常体系
6 - 异常的优缺点 引言
在C编程中异常处理是一种重要的技术用于处理程序在运行时可能出现的错误或意外情况。异常是指在程序执行过程中发生的某种不正常的情况例如除以零、内存访问错误或无效的输入等。传统的错误处理方式通常涉及使用错误代码或返回特殊值来指示问题但这种方式可能会导致代码混乱、繁琐并且容易被忽略或处理不当。
异常处理提供了一种更为结构化和灵活的方法来处理异常情况。当异常发生时程序可以抛出(throw)一个异常对象然后在适当的位置捕获(catch)并处理该异常。这种机制使得程序可以将错误处理逻辑与正常逻辑分离开来提高了代码的可读性和可维护性。
1 - C语言传统的处理错误的方式
传统的错误处理机制
终止程序如assert缺陷用户难以接受。如发生内存错误除以零错误时就会终止程序。返回错误码缺陷需要程序员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error中表示错误。
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。
2 - C异常概念
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调用者处理这个错误。
throw当问题出现时程序会抛出一个异常。这是通过使用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。trytry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。
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。使用try/catch语句的语法如下
try
{// 保护的标识代码
}
catch (ExceptionName e1)
{// catch 块
}
catch (ExceptionName e2)
{// catch 块
}
catch (ExceptionName e3)
{// catch 块
}
3 - 异常的使用
3.1 - 异常的抛出和捕获
异常的抛出和匹配原则
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。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那一个。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。(类似函数的传值返回)catch()可以捕获任意类型的异常问题是不知道异常错误是什么。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。
在函数调用链中异常栈展开匹配原则
首先检查throw本身是否在try块内部如果是在查找匹配的catch语句。如果有匹配则调到catch的地方进行处理。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。如果达到main函数的栈依旧没有匹配的则终止程序。这个沿着调用链查找匹配的catch子句的过程称为栈展开。所以实际中我们都要在最后加一个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。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。
#define _CRT_SECURE_NO_WARNINGS 1#include iostream
using namespace std;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 len, time;cin len time;cout Division(len, time) endl;
}
int main()
{try {Func();}catch (const char* errmsg){cout errmsg endl;}catch (...) {cout unkown exception endl;}return 0;
}
3.2 - 异常的重新抛出
有可能单个的catch不能完全处理一个异常在进行一些矫正处理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。
double Division(int a, int b)
{// 当b 0时抛出异常if (b 0){throw Division by zero condition!;}return (double)a / (double)b;
}void Func()
{// 这里可以看到如果发生除0错误抛出异常另外下面的array没有得到释放。// 所以这里捕获异常后并不处理异常异常还是交给外面处理这里捕获了再// 重新抛出去。int* array new int[10];try {int len, time;cin len time;cout Division(len, time) endl;}catch (...){cout delete [] array endl;delete[] array;throw;}// ...cout delete [] array endl;delete[] array;
}int main()
{try{Func();}catch (const char* errmsg){cout errmsg endl;}return 0;
}
3.3 - 异常规范
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出的所有异常类型。函数的后面接throw()表示函数不抛异常。若无异常接口声明则此函数可以抛出任何类型的异常。
4 - 自定义异常体系
实际使用中很多公司都会自定义自己的异常体系进行规范的异常管理因为一个项目中如果大家随意抛异常那么外层的调用者基本就没办法使用所以实际中都会定义一套继承的规范体系。这样大家抛出的都是继承的派生类对象捕获一个基类就可以了。 // 服务器开发中通常使用的异常继承体系
class Exception
{
public:Exception(const string errmsg, int id):_errmsg(errmsg), _id(id){}virtual string what() const{return _errmsg;}protected:string _errmsg;int _id;
};class SqlException : public 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
{
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
{
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, 100, select * from name 张三);}//throw xxxxxx;
}void CacheMgr()
{srand(time(0));if (rand() % 5 0){throw CacheException(权限不足, 100);}else if (rand() % 6 0){throw CacheException(数据不存在, 101);}SQLMgr();
}void HttpServer()
{// ...srand(time(0));if (rand() % 3 0){throw HttpServerException(请求资源不存在, 100, get);}else if (rand() % 4 0){throw HttpServerException(权限不足, 101, post);}CacheMgr();
}int main()
{while (1){this_thread::sleep_for(chrono::seconds(1));try {HttpServer();}catch (const Exception e) // 这里捕获父类对象就可以{// 多态cout e.what() endl;}catch (...){cout Unkown Exception endl;}}return 0;
}
5 - C标准库的异常体系
C提供了一系列标准的异常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。 异常描述std::exception该异常是所有标准C异常的父类std::bad_alloc该异常可以通过new抛出std::bad_cast该异常可以通过dynamic_cast抛出std::bad_exception处理C程序中无法预测的异常时非常有用std::bad_typeid该异常可以通过typeid抛出std::logic_error理论上可以通过读取代码来检测到的异常std::domain_error当使用了一个无效的数字域时会抛出该异常std::invalid_argument当使用了无效参数时会抛出该异常std::length_error当创建了太长的std::string时会抛出该异常std::out_of_range该异常可以通过方法抛出例如std::vector和std::bitset::operator[]()std::runtime_error理论上不可以通过读取代码来检测到的异常std::overflow_error当发生数学上溢时会抛出该异常std::range_error当尝试存储超出范围的值时会抛出该异常std::underflow_error当发生数学下溢时会抛出该异常
说明实际中我们可以去继承exception类实现自己的异常类。但是实际中很多公司像上面一样自己定义一套异常继承体系。因为C标准库设计的不够好用。
int main()
{try{vectorint v(10, 5);// 这里如果系统内存不够也会抛异常v.reserve(1000000000);// 这里越界会抛异常v.at(10) 100;}catch (const exception e) // 这里捕获父类对象就可以{cout e.what() endl;}catch (...){cout Unkown Exception endl;}return 0;
}
6 - 异常的优缺点
C异常的优点
异常对象定义好了相比错误码的方式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。返回错误码的传统方式有个很大的问题就是在函数调用链中深层的函数返回了错误那么我们要层层返回错误最外层才能拿到错误。很多的第三方库都包含异常比如boost、gtest、gmock等常用的库那么我们使用它们也需要使用异常。部分函数使用异常更好处理比如构造函数没用返回值不方便使用错误码方式处理。比如T operator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。
C异常的缺点
异常会导致程序的执行流乱跳并且非常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。异常会有一些性能的开销。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。C标准库的异常体系定义得不好导致大家各自定义各自的异常体系非常混乱。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一、抛出异常类型都继承自一个基类。二、函数是否抛异常、抛什么异常都使用func() throw()的方式规范化。 感谢各位大佬支持
互三啦
