C++ day33 异常（二）exception类

梦里梦外; 2023-02-16 05:48 32阅读 0赞

### 文章目录 ###

*  catch块的顺序
 *   *  完全不知道会引发什么异常
     *  知道一部分可能引发的异常
 *  如果catch参数是类的对象，不是类的引用，会怎样？
 *  exception类
 *   *  stdexcept头文件
     *  \`\`\`logic\_error\`\`\`类：描述典型的逻辑错误，这类错误可以通过编程修复
     *  \`\`\`runtime\_error\`\`\`类：这类异常是无法避免的问题
     *  bad\_alloc异常类：也从exception类公有派生而来，处理new分配内存失败的错误
     *   *  示例
         *  和空指针方案兼容的方法（不太好使？）
 *  异常和继承的密切邂逅：在类中嵌套异常类声明
 *   *  示例
 *  总结

# catch块的顺序 #

上一篇文章说了对于一组有继承关系的异常类，catch块的顺序。现在说下其他情况下的顺序。

## 完全不知道会引发什么异常 ##

确实有这种情况存在。比如你写了一个函数，调用了别人写的一个函数，你不清楚别人的这个函数可能会引发什么异常。

这时候，可以在catch的括号中写省略号，表示任何异常类型，就可以捕捉任何类型的异常。

catch (```)
    { 
    	···
    }

## 知道一部分可能引发的异常 ##

可以把自己知道的可能的异常写在前面，然后把省略号表示的任何类型的异常写在最后，就像switch语句的default语句一样嘚。当然前面那些异常如果有继承关系，也要按照祖先类在后孩子类在前的顺序。

try{ 
    	duper();
    }
    catch (bad_3 & be){ 
    ···
    }
    catch (bad_2 & be){ 
    ···
    }
    catch (bad_1 & be){ 
    ···
    }
    catch(```){ //catch whatever is left
    ···
    }

# 如果catch参数是类的对象，不是类的引用，会怎样？ #

即按值传递。当然啦，传回来的只是throw的对象的副本，因为按值传递嘛。

那么捕获到的就是对象的副本，不再是对象的副本的引用，这时候，如果catch参数是基类对象，则所有派生类的对象仍然会被捕捉，但是却不再可以派生，所以catch块内只能使用虚方法的基类版本，而没办法使用派生类自己的版本。

> 引用真是有用，原来按引用传递才能维持继承关系。

# exception类 #

C++的**库**定义了**很多从exception类派生来的异常类**。这些类的名称指出了他们报告的错误类型。

## stdexcept头文件 ##

这个头文件定义了从exception类公有派生来的`logic_error`类和`runtime_error`类。这两个类成为了**两大派生类系列的基类**。即异常类大致分为两大派系，分别由`logic_error`类和`runtime_error`类派生出去。

如果这两个类以及他们派生的类还是没办法解决你的问题，你可以自己从`logic_error`类和`runtime_error`类中派生一个异常类，自己来写。从他俩中派生是为了**保证你的异常也在继承层次中**，catch块的顺序好放。  
![在这里插入图片描述][20200608164830264.png]![在这里插入图片描述][20200608164844484.png]

可以看到，这几个类的构造函数都接受一个string引用参数。

## `logic_error`类：描述典型的逻辑错误，这类错误可以通过编程修复 ##

从`logic_error`类派生出来的异常类有：

*  `domain_error`类：domain，是定义域的意思。range表示值域。  
    当数学函数的参数不在此函数的定义域内时，引发这个异常。比如std::asin()反正弦函数，定义域是-1到+1，如果输入参数不在这个范围，就引发异常。

我试了试

cout << std::asin(2);

应该是引发了异常，异常被捕捉到，catch块的操作是返回非数值。只不过没有打印有关异常的任何信息而已，实际上asin函数的库版本一定是用了异常处理的。

nan

*  `invalid_argument`类: 传递的参数无效，比如函数只要0或1，你传2，就会引发。
 *  `length_error`类：没有足够空间就会引发。比如，string类的append方法，合并两个string对象时，得到的串的长度如果超出了最大允许长度（？），就会引发。
 *  `out_of_bounds`类：指示索引错误。比如数组下标不对。

这些错误，平时也多多少少都见过。

![在这里插入图片描述][20200608170412187.png]

## `runtime_error`类：这类异常是无法避免的问题 ##

从`runtime_error`类派生出来的异常类有：

*  `overflow_error`：当整型和浮点型的计算结果超出自己类型能表示的最大范围时候，就会引发上溢异常。
 *  `underflow_error`类：只发生在浮点数的计算中，整型不会遇到这个问题。计算结果比浮点类型能够表示的最小非零值还要小的时候，就会引发。
 *  `range_error`类：计算结果没有上溢也没下溢，但是不在函数允许的范围内，就引发。

![在这里插入图片描述][20200608170348979.png]

## bad\_alloc异常类：也从exception类公有派生而来，处理new分配内存失败的错误 ##

C语言malloc函数，以及C++以前的new运算符，分配内存失败返回一个空指针，后来C++改用异常处理，C还是返回空指针。

### 示例 ###

//main.cpp
    #include <iostream>
    #include <string>
    #include <new>
    #include <cstdlib> //exit()函数
    struct Big{ 
    	double stuff[20000];
    };
    int main()
    { 
    	Big * p;
    	try{ 
    		p = new Big[10000];//1.6GB
    		std::cout << "Got past the new request: \n";
    	}
    	catch (std::bad_alloc & ba){ 
    		std::cout << "Caught the exception!\n";
    		std::cout << ba.what() << std::endl;
    		exit(EXIT_FAILURE);
    	}
    	std::cout << "Memory successfully allocated!\n";
    	p[0].stuff[0] = 4;
    	std::cout << p[0].stuff[0] << std::endl;
    delete [] p;
    
    	return 0;
    }

Got past the new request:
    Memory successfully allocated!
    4

double stuff[20000];

Caught the exception!
    std::bad_array_new_length
    
    Process returned 1 (0x1)   execution time : 0.337 s
    Press any key to continue.

我和书上返回的字符串不一样啊。  
![在这里插入图片描述][20200608172828973.png]

### 和空指针方案兼容的方法（不太好使？） ###

书上还说，为了和以前的空指针方案兼容，毕竟有很多代码已经那么写了。于是C++标准提供了一个开关，让用户来选择到底用哪一种方案。

代码：

//main.cpp
    #include <iostream>
    #include <string>
    #include <new>
    #include <cstdlib> //exit()函数
    struct Big{ 
    	double stuff[20000];
    };
    int main()
    { 
    	Big * p;
    	p = new (std::nothrow) Big[50000];//8GB
    	if (p == 0)
    	{ 
    		std::cout << "Could not allocate memory!\n";
    		exit(EXIT_FAILURE);
    	}
    
    	std::cout << "Memory successfully allocated!\n";
    	p[0].stuff[0] = 4;
    	std::cout << p[0].stuff[0] << std::endl;
        delete [] p;
    
    	return 0;
    }

核心是`p = new (std::nothrow) Big[50000];//8GB`

但是我跑出来的结果，还是抛出异常了，而且由于没有catch块捕捉，所以程序只好调用了terminate函数，然后终止了函数。

大概是我的编译器不支持这个？？？

terminate called after throwing an instance of 'std::bad_array_new_length'
      what():  std::bad_array_new_length
    
    Process returned 3 (0x3)   execution time : 0.708 s
    Press any key to continue.

# 异常和继承的密切邂逅：在类中嵌套异常类声明 #

像上面所说的，标准C++库把异常和继承结合的方式是：从exception类派生出两个，再从这两个类中继续派生。

除了这种方式，还有别的方法把异常和继承联系在一起： 在类定义中**嵌套异常类声明**，以组合异常。 把这种嵌套类作为基类，派生出新的类。

## 示例 ##

天哪，，，我都不知道自己在敲什么了，头皮发麻，眼睛发干发涩，脖子僵硬酸痛，听着音乐振奋精神。。。写了快一个小时

在Sales类的公有部分定义了一个嵌套类用作异常类，继承了logic\_error类，

//sales.h -- exceptions and inheritance
    #ifndef _SALES_H_
    #define _SALES_H_
    #include <stdexcept>
    #include <string>
    
    class Sales
    { 
    public:
    	enum { MONTHS = 12};
    	//嵌套类 ，在公有部分嵌套，派生类和外界可访问
    	class bad_index : public std::logic_error
    	{ 
    	private:
    		int bi;
    	public:
    		explicit bad_index(int ix,
    			const std::string & s = "Index error in Sales Object\n");
    		int bi_val() const { return bi;}
    		virtual ~bad_index()throw(){ }//虚析构函数
    	};
    	explicit Sales(int yy = 0);
    	Sales(int yy, const double * gr, int n);
    	virtual ~Sales(){ }
    	int Year() const { return year;}
    	virtual double operator[](int i)const;
    	virtual double & operator[](int i);
    private:
    	double gross[MONTHS];
    	int year;//变量不可和方法名相同
    };
    class LabeledSales : public Sales
    { 
    public:
    	class nbad_index : public Sales::bad_index
    	{ 
    	private:
    		std::string lbl;
    	public:
    		nbad_index(const std::string & lb, int ix,
    			const std::string & s = "Index error in LabledSales object\n");
    		const std::string & label_val() const { return lbl;}
    		virtual ~nbad_index()throw(){ }
    	};
    	explicit LabeledSales(const std::string & lb = "none",
    		int yy = 0);
    	LabeledSales(const std::string & lb, int yy, const double * gr, int n);
    	virtual ~LabeledSales(){ }
    	const std::string & Label() const { return label;}
    	virtual double operator[](int i) const;
    	virtual double & operator[](int i);
    private:
    	std::string label;
    };
    #endif

//sales.cpp -- methods for class Sales
    #include <iostream>
    #include "sales.h"
    using std::string;
    
    Sales::bad_index::bad_index(int ix, const string & s)
    	: std::logic_error(s), bi(ix)
    { }
    
    Sales::Sales(int yy)
    { 
    	year = yy;
    	int i;
    	for (i=0;i<MONTHS;++i)//初始化为0
    		gross[i] = 0;
    }
    
    Sales::Sales(int yy, const double * gr, int n)
    { 
    	year = yy;
    	int lim = (n < MONTHS) ? n : MONTHS;
    	int i;
    	for (i=0;i<lim;++i)
    		gross[i] = gr[i];
    	for (;i<MONTHS;++i)//剩下几个月的初始化为0
    		gross[i] = 0;
    }
    
    double Sales::operator[](int i) const
    { 
    	if (i < 0 || i > MONTHS - 1)
    		throw bad_index(i);
    	return gross[i];
    }
    
    double & Sales::operator[](int i)
    { 
    	if (i < 0 || i > MONTHS - 1)
    		throw bad_index(i);
    	return gross[i];
    }
    
    LabeledSales::nbad_index::nbad_index(const string & lb, int ix,
    const string & s):Sales::bad_index(ix, s)
    { 
    	lbl = lb;
    }
    
    LabeledSales::LabeledSales(const string & lb, int yy):Sales(yy)
    { 
    	label = lb;
    }
    
    LabeledSales::LabeledSales(const string & lb, int yy,
    const double * gr, int n):Sales(yy, gr, n)
    { 
    	label = lb;
    }
    
    double LabeledSales::operator[](int i) const
    { 
    	if (i < 0 || i >= MONTHS)
    		throw nbad_index(Label(), i);
    	return Sales::operator[](i);
    }
    
    double & LabeledSales::operator[](int i)
    { 
    	if (i < 0 || i >= MONTHS)
    		throw nbad_index(Label(), i);
    	return Sales::operator[](i);
    }

//use_sales.cpp -- nested exceptions嵌套异常
    #include <iostream>
    #include "sales.h"
    
    int main()
    { 
    	using std::cout;
    	using std::cin;
    	using std::endl;
    
    	double vals1[12] =
    	{ 
    		1220, 1100, 1122, 2212, 1232, 2334,
    		2884, 2393, 3302, 2922, 3002, 3544
    	};
    
    	double vals2[12] =
    	{ 
    		12, 11, 22, 21, 32, 34,
    		28, 29, 33, 29, 32, 35
    	};
    
    	Sales sales1(2011, vals1, 12);
    	LabeledSales sales2("Blogstar", 2012, vals2, 12);
    
    	cout << "First try block:\n";
    	try{ 
    		int i;
    		cout << "Year = " << sales1.Year() << endl;
    		for (i=0;i<12;++i)
    		{ 
    			cout << sales1[i] << ' ';
    			if (i % 6 == 5)
    				cout << endl;
    		}
    		cout << "Year = " << sales2.Year() << endl;
    		cout << "Label = " << sales2.Label() << endl;
    		for (i=0;i<=12;++i)
    		{ 
    			cout << sales2[i] << ' ';
    			if (i % 6 == 5)
    				cout << endl;
    		}
    		cout << "End of try block 1.\n";
    	}
    	catch (LabeledSales::nbad_index & bad){ 
    		cout << bad.what();
    		cout << "Company: " << bad.label_val() << endl;
    		cout << "bad_index: " << bad.bi_val() << endl;
    
    	}
    	catch (Sales::bad_index & bad){ 
    		cout << bad.what();
    		cout << "bad_index: " << bad.bi_val() << endl;
    	}
    	cout << "\nNext try block:\n";
    	try
    	{ 
    		sales2[2] = 37.5;
    		sales1[20] = 23345;
    		cout << "End of try block 2.\n";
    	}
    	catch (LabeledSales::nbad_index & bad){ 
    		cout << bad.what();
    		cout << "Company: " << bad.label_val() << endl;
    		cout << "bad index: " << bad.bi_val() << endl;
    	}
    	catch (Sales::bad_index &bad){ 
    		cout << bad.what();
    		cout << "bad index: " << bad.bi_val() << endl;
    	}
    	cout << "done\n";
    	return 0;
    }

First try block:
    Year = 2011
    1220 1100 1122 2212 1232 2334
    2884 2393 3302 2922 3002 3544
    Year = 2012
    Label = Blogstar
    12 11 22 21 32 34
    28 29 33 29 32 35
    Index error in LabledSales object
    Company: Blogstar
    bad_index: 12
    
    Next try block:
    Index error in Sales Object
    bad index: 20
    done

# 总结 #

*  引发异常会终止当前正在执行的函数，程序的控制权会移交给匹配的catch块。但是直接或者间接引发异常的函数必须要位于try块中，才可以捕获到异常。catch块的代码试图解决异常问题或者终止程序。
 *  可以让一个类包含一个嵌套的异常类。

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