C++异常处理入门：try与catch机制详解

程序错误的分类

开发过程中常见的错误主要分为三类：

1. 语法错误：编译链接阶段即可发现，不符合语法规则的代码无法生成可执行程序。
2. 逻辑错误：代码思路有误导致目标未达成，通常通过调试解决。
3. 运行时错误：程序运行期间发生的错误，如除数为0、内存分配失败、数组越界等。这是C++异常机制主要解决的问题。

若放任运行时错误不管，系统会终止程序，即发生Crash。异常机制允许我们捕获这些错误，进行恢复处理或在终止前通知用户。

捕获异常基础

捕获异常的语法由关键字 try 和 catch 组成：

try{
    // 可能抛出异常的语句
}catch(exceptionType variable){
    // 处理异常的语句
}

try块用于“检测”可能引发异常的代码，catch块用于“抓住”并处理被检测到的异常。若try内无异常抛出，则catch不执行。

第1步：理解[]与at()的差异

通过字符串访问对比，明确何时会触发异常。以下为演示代码：

#include <iostream>
#include <string>
using namespace std;
int main(){
    string str = "http://c.biancheng.net";
    char ch1 = str[100];  //下标越界，ch1为垃圾值
    cout<<ch1<<endl;
    char ch2 = str.at(100);  //下标越界，抛出异常
    cout<<ch2<<endl;
    return 0;
}

运行上述代码，在输出ch1后程序崩溃。原因如下：
[ ]运算符不进行越界检查，仅返回未知内存值；而at()是string类的成员函数，检测到越界时会主动抛出异常。由于该异常未被处理，系统执行默认操作（终止程序）。

第2步：使用try-catch避免崩溃

引入异常捕获机制，分别测试[ ]越界与at()越界的处理效果：

#include <iostream>
#include <string>
#include <exception>
using namespace std;
int main(){
    string str = "http://c.biancheng.net";
  
    try{
        char ch1 = str[100];
        cout<<ch1<<endl;
    }catch(exception e){
        cout<<"[1]out of bound!"<<endl;
    }
    try{
        char ch2 = str.at(100);
        cout<<ch2<<endl;
    }catch(exception &e){  //exception类位于<exception>头文件中
        cout<<"[2]out of bound!"<<endl;
    }
    return 0;
}

运行结果为：[2]out of bound!。
说明：
1. 第一个try未捕获到异常，输出了无意义的字符。因为[ ]不会显式抛出异常，所以try检测不到任何错误。
2. 第二个try检测到at()抛出的异常，交由catch处理。
3. throw必须在代码中明确抛出，try才能感知。例如将索引改为极大值可能导致底层内存访问错误，这种隐式崩溃同样不在try-catch的常规捕获范围内。

核心流程为：抛出(Throw) → 检测(Try) → 捕获(Catch)。

发生异常的位置与执行流跳转

异常不仅发生在当前try块中，也可发生在其调用的函数或函数的深层调用链中。一旦发生异常，程序的执行流会发生跳转：

1. 当前块抛出：try内的throw直接触发捕获，后续cout语句跳过。

#include <iostream>
#include <exception>
using namespace std;
int main(){
    try{
        throw "Unknown Exception";
        cout<<"This statement will not be executed."<<endl;
    }catch(const char* &e){
        cout<<e<<endl;
    }
    return 0;
}

2. 子函数抛出：try内调用的函数func()抛出异常，会被外层try捕获。func()内及try内抛出点后的代码均不被执行。

#include <iostream>
#include <exception>
using namespace std;
void func(){
    throw "Unknown Exception";
    cout<<"[1]...not executed."<<endl;
}
int main(){
    try{
        func();
        cout<<"[2]...not executed."<<endl;
    }catch(const char* &e){
        cout<<e<<endl;
    }
    return 0;
}

3. 调用链回退：若func_outer()调用func_inner()，而func_inner()抛出异常，执行流将沿调用链向上回退，直到遇见try为止。中间过程所有未执行的代码（含所有层级函数内抛出点之后的语句）全部跳过。

#include <iostream>
#include <exception>
using namespace std;
void func_inner(){
    throw "Unknown Exception";
}
void func_outer(){
    func_inner();
}
int main(){
    try{
        func_outer();
        cout<<"[3]...not executed."<<endl;
    }catch(const char* &e){
        cout<<e<<endl;
    }
    return 0;
}

处理完catch块后，程序继续执行后续代码，恢复正常流。以上就是C++异常处理中try和catch机制的详细内容，更多关于C++异常处理的资料请关注本站其它相关文章！