第10章 Exceptions

10.1 Introduction

C++的原则

尽量在编译时，找出可能的错误
代码重用

但是在运行过程中，仍有错误发生，我们需要能够处理未来运行时，可能出现的错误

当出现错误的时候，程序不知道应该如何处理
但是程序知道必须要停止当前进程
让调用者caller处理异常

exception的优点

将代码简化
将描述想要执行的代码与执行的代码分开

10.2 语法

10.2.1 callee扔出异常

throw出的是一个异常对象(class)

class VectorIndexError {
public:
	VectorIndexError(int v) : m_badValue(v) { }
	~VectorIndexError() { }
	void diagnostic() {
		cerr << "index " << m_ badValue << "out of range!"; 
    }
private:
	int m_badValue;
};

template <class T>
T& Vector<T>::operator[](int indx){  
  if (indx < 0 || indx >= m_size) {
    throw VectorIndexError(indx);
  }
  return m_elements[indx];
}

10.2.2 caller处理异常

10.2.2.1 不管异常

int func() {
	Vector<int> v(12);
	v[3] = 5;
	int i = v[42]; // out of range
	// 下面的代码不会被执行
	return i * 5;
}

10.2.2.2 处理异常 try… catch…

catch处理哪一类异常，是根据catch后面的异常对象决定的

void outer() {
	try {
		func();
	} catch (VectorIndexError& e) {
		e.diagnostic();
		// 对异常的处理到这里截止,代码正常向后执行
	}
	cout << "Control is here after exception";
}

10.2.2.3 将异常传递下去

void outer2(){
    string err("exception caught");
    try {
        func();
    } catch (VectorIndexError) {
        cout << err;
        throw; // 将异常传递下去
        //之后的代码依旧不会执行
    }
}

10.2.2.4 处理任意类型的异常

…代表任意类型的异常

void outer3() {
    try	{
   		outer2();
    } catch (...) {
        // ...代表任意类型的异常
    	cout << "The exception stops here!";
    }
}

10.2.3 总结

throw扔出异常

处理器会沿着调用链，找到第一个能够处理异常的程序
在stack上的对象，会被正确的析构

throw exp;

扔出异常对象，便于caller处理

throw;

将捕获到的异常再扔出去
只能在catch块里面写

try block

一个try后面可以有任意多个catch
每个catch block处理不同的异常
如果没有对异常处理的代码，则可以不写try

catch

一个try后面可以有任意多个catch
会根据出现的顺序，判断使用哪一个handler
对于每一个handler
1. 会先进行精准匹配
2. 如果精准匹配不成功，会尝试类型转换：如果当前handler可以处理当前异常的父类，则会调用这个handler
3. 最后判断当前handler是否处理…
因此，要将精确匹配的类型放在前面

class A{
    
}
class B : public A{
    
}
void func(){
    try {
        int i = 5;
        throw B();
    } catch (A &a){
        cout << "handler A" << endl;
    } catch (B &b){
        cout << "handler B" << endl;
    } catch (...){
        cout << "handler ..." << endl;
    }
    // 会调用catch(A)
    // 因为处理器是按照顺序进行的,当寻找到catch(A)时,会将B类型转换为A
}

10.2.4 异常类型的继承

class MathErr{
    ...
    virtual void diagnostic();
};
class OverflowErr : public MathErr { ... };
class UnderflowErr : public MathErr { ... };
class ZeroDivideErr : public MathErr { ... };

void func{
    try {
        // code to exercise math options
        throw UnderFlowErr();
    } catch (ZeroDivideErr& e) {
        // handle zero divide case
    } catch (MathErr& e) {
        // handle other math errors
    } catch (...) {
        // any other exceptions
    }
}

10.3 系统自带的异常

10.3.1 bad_alloc()：new不成功

void func() {
	try {
		while(1) {
			char *p = new char[10000];
		}
	} catch (bad_alloc& e) {
        
	}
}

10.4 定义函数应该扔出的异常

abc扔出的异常应该是MathErr，相当于要求abc函数应该只处理数学问题
在编译时，不会检查
在运行时，如果扔出的异常不是MathErr，会扔出unexpected异常
规定的异常类型可以是多个

void abc(int a) throw(MathErr){
    ...
}
Printer::print(Document&) throw(PrinterOffLine, BadDocument){ 
    ... 
}

PrintManager::print(Document&) throw (BadDocument) {
    ...
	// raises or doesn’t handle BadDocument
}

void goodguy() throw () {
	// 不可以扔出异常
}

void average() {
    //没有规定,也不会判断扔出的异常类型
}

10.5 异常与构造函数、析构函数

判断构造是否成功

使用一个uninitialized flag
将申请内存的操作延后到Init()函数
扔出一个异常

异常与构造函数

初始化所有成员对象
将所有的指针初始化为NULL
不进行申请资源的操作，如打开文件、申请内存、连接网络
在Init()函数中申请资源

异常与析构函数

由于析构函数本来就是退栈过程，因此不能在析构函数中扔出异常
如果扔出异常，会触发std::terminate()异常
通过异常退出析构函数，是不合法的

10.6 使用异常编程

throw的如果是new出的对象，要记着在catch中delete

try {
  throw new Y();
}	catch(Y* p) {
  // whoops, forgot to delete..
}

建议catch引用/指针，而不是对象

struct X {};
struct Y : public X {};
// 不要写成这样
try {
	throw Y();
} catch(X x) {
	// was it X or Y?
}
// 要使用引用or指针
try {
	throw Y();
} catch(X &x) {
}

如果一个异常没有被捕获，则会产生std::terminate()异常，terminate()也可以被拦截
void my_terminate(){ /* ... */}
...
set_terminate(my_terminate);

OOP 第10章：Exceptions