C++异常处理机制

编写程序过程中难免出错。程序错误可分为三类，它们分别是语法错误、语义错误(或称逻辑错误)和运行时错误。针对不同错误，C++语言具有不同的解决办法，最终保证所开发的程序能够正确、稳定地运行。针对程序运行时的错误C++设计了专门的异常处理机制，即try-catch机制。C++标准库为异常处理机制提供多种不同功能的异常类。

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一、程序的三类错误

1、语法错误

C++程序员未能严格按照语法规则编写程序，这就属于语法错误。如"cin << N;" 通过<<(插入运算符)读取数据就是一个语法错误。编译时，C++编译器负责检查源程序中的语法错误，如无语法错误将其翻译称目标程序，否则将提示错误信息。

2、语义错误

C++程序员在编写源程序时出现逻辑错误，导致出现的程序结果不符合预期。比如本来是两个数相除，却错写成相乘。C++编译器不能帮助程序员发现语义错误。程序员必须通过运行测试，对比程序结果才能发现语义错误。

3、运行时错误

编写的源程序既没有语法错误也没有语义错误，而是由于用户操作不当或运行环境差异导致的程序错误，我们将这种错误称为运行时错误。如用户输入0，程序计算100/0的结果时就会出现该情况。对于这类异常情况此程序员无法阻止异常情况的发生，但可以在程序中添加异常处理机制，避免因异常情况而导致程序死机等严重的运行时错误。

二、程序的异常处理机制

1、认识异常处理机制

常见的程序运行时的异常情况：用户操作不得当、输入的文件不存在、网络中断、非法访问内存单元等。一个异常处理指针包含两个部分：

1）发现异常。程序员应在可能出现异常的程序位置增加检查异常的代码，其目的就是及时发现异常。

2）处理异常。发现异常后，程序需要改变算法流程，增加异常处理流程。

下面通过一个简单示例了解异常处理机制：

#include
using namespace std;

int Div(int n)
{
	if(n<=0)        //检查异常：如果n<0，则属于异常情况
		return (-1); //执行异常处理流程
	return(100/n);
}
int main()
{
	int a;
	cin >> a;
	int result = Div(a);
	if(result == -1)    //检查异常：如果result = 1，则属于异常情况
	{
		cout << "输入的数据必须是正整数" <
try-catch语句的语法形式为：
try
{
  受保护代码段
}
catch (异常类型1)
{异常类型1的处理代码}
catch (异常类型2)
{异常类型2的处理代码}
... ...
try-catch语句的语法说明：

通过try语句将可能会出现异常的代码段保护起来。受保护的代码段如果通过throw抛出异常，将会被try后的catch捕获处理。这里的捕获不仅可以捕获被调函数的异常，还可以捕获下级被调函数的异常类型。
catch子句负责捕获并处理异常。每个catch子句只负责处理一种类型的异常。异常类型就是抛出该异常的throw语句中表达式结果的类型。
若受保护代码段未报告任何异常，则所有的catch子句都不会执行。
若受保护代码段报告了异常，则根据异常类型依次匹配catch子句。如果在主调函数中匹配到catch子句，则进行依次处理，其他catch子句将不在匹配和执行。也就是说一个异常只能被捕获一次。若在主调函数中未被任何catch子句捕获，则逐级向上继续报告异常，直到该异常被捕获处理。假设某异常到最上级主函数main都未被捕获，则自动使用默认方法来进行处理。一般默认方法就是中止当前程序的执行。
catch(...)形式的子句可匹配并捕获任意类型的异常，其后的其他catch子句都不在执行。一帮将其放到最后。

下面通过一个示例来更好的了解try-catch的使用：
#include
using namespace std;

int Div(int n)
{
	if(n<=0)        //检查异常：如果n<0，则属于异常情况
		throw (-1); //执行异常处理流程:抛出int型异常-1，并退出当前函数执行
	return(100/n);
}
int main()
{
	int a;
	cin >> a;
    try  //通过try保护代码段，接收异常
    {
	    int result = Div(a);
        cout << "100 / " << a << " = "<< result << endl;
    }
    catch(int x) //捕获int型异常,也可以是catch(int)
    {
		cout << "输入的数据必须是正整数" <

  计算机在执行到throw语句时首先计算异常表达式，然后抛出异常并退出当前函数的执行。throw和return语句不同的是，在执行return语句将返回主调函数，继续执行函数调用语句的下一条语句，而执行throw语句将直接跳转到try子句后面catch子句，开始执行子句的异常捕获及处理操作；return语句时正常退出函数，throw语句则是异常退出。try-catch机制保证异常退出时能自动释放当前函数的形参，局部变量或对象。释放局部对象时会自动调用其析构函数。
  可以看出catch子句所定义的参数相当于函数形参，可以接收throw语句中异常表达式的结果。throw语句中的异常表达式相当于时调用函数的实参。
3、使用类描述异常
  throw语句所抛出的异常可以是基本数据类型、自定义或类类型。类类型可以提供更多的异常信息和异常处理能力。
#include
using namespace std;

class Error
{
    public:
        int errCode;  //异常代码
        char errMsg[40];  //异常信息
        Error(int code,char *msg)  //构造函数
        { errCode = code;strcpy(errMsg,msg); }
        void ShowError() //显示异常的详细信息
        { cout << errCode <<":"<> a;
    try  //通过try保护代码段，接收异常
    {
	    int result = Div(a);
        cout << "100 / " << a << " = "<< result << endl;
    }
    catch(Error e) //捕获Error类的异常，也可以定义成异常类的引用：catch(Error &re) 
    {
		e.ShowError(); //显示异常信息
    catch(...) //捕获任意类型异常
    {
        cout<<"发生了其他异常"<

4、try-catch异常处理机制的代码框架
try-catch异常处理机制的语法细节：
  1）语句try-catch可以多层嵌套。
  2）计算机执行throw语句，将跳转到包含该throw语句最下一层的catch子句进行异常类型匹配。
  3）语句try-catch可以直接包含throw语句。执行throw语句时的跳转目标实际上时查找最近的catch子句，也就是本函数的函数子句。
  4）子句catch在处理完异常后可以继续抛出异常。再次抛出异常的原因在于，某个异常需要经过不同层级代码多次处理，每个层级只完成整个异常处理环节的一部分。当捕获到的异常再次抛给上层的try-catch，此时throw语句可以不带异常表达式。
  关键字throw可以被用在函数定义或原型声明中，其作用是声明该函数可能抛出的异常列表。其语法形式为：函数类型 函数名(形参列表)throw(异常类型列表)；
  示例：
    void fun() throw(A,B,C); //函数fun能却只能抛出A、B或C共三种类型的异常
    void fun() throw(); //函数fun不会抛出任何类型的异常
    void fun();    //函数fun可能会抛出任何类型的异常
            
            
                            

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