C++简单的异常处理

异常

异常，是程序运行时不正确的状态。比如数组越界、整数除零等程序需要报错的状态。我们可以对异常进行捕捉和处理（使用try-catch语句块）。那么对异常进行捕捉和处理有什么好处呢？

我们用整数除零的例子来讲述。

首先看一个最为基础的例子：

#include <iostream>

using namespace std;

int main()
{
    cout << "输入两个数：" << endl;
    int a, b;
    cin >> a >> b;
    cout << "两数相除的结果为：" << a/b << endl;
    return 0;
}

输入4和2：

 

 

 但是输入4和0：

 

 可以看到，语句

cout << "两数相除的结果为：" << a/b << endl;

 并没有执行，并且程序返回了一个负数，说明程序运行时出现了错误而退出

这是因为整数不能够除0所导致的异常。如果我们后面还有很多代码，还要执行很多动作，那么在异常之后的语句都不会被执行了。也就是说，如果程序中出现了一处异常，会导致整个程序的崩溃。这显然不是程序员想看到的结果。

异常处理

我们使用异常处理机制，也就是捕捉和处理异常的try-catch语句来处理异常。在try-catch语句块中，try语句块用来捕捉异常，也就是说，在try语句块中的是一段有可能产生异常的代码段；而用catch语句块来处理异常，比如显示错误信息等。

如果发生了异常，try语句块会将异常捕捉并交给catch语句块处理，这样一来就避免了程序崩溃的情况，异常之后的程序仍可以运行。

加了异常处理的两数除法：

#include <iostream>
using namespace std;

int main()
{
    cout << "输入两个数：" << endl;
    int a, b;
    cin >> a >> b;
    try{
        if (b == 0) throw b;
        cout << "两数相除的结果为：" << a/b << endl;
    } catch (int ex) {
        cout << a << "不能除0" << endl;
    }

    return 0;
}

输入4和0：

 

 为了简单，我们这次直接抛出了一个int类型变量，但是在实际中，我们抛出的一般是异常类。

异常的抛出也可以写在函数里：

#include <iostream>
using namespace std;

int quotient(int a, int b) {
    if (b == 0) {
        throw b;
    }
    return a/b;
}
int main()
{
    cout << "输入两个数：" << endl;
    int a, b;
    cin >> a >> b;
    try{
        cout << a << "/" << b << "=" << quotient(a,b) << endl;
    } catch (int e){
        cout << a << "不能除0" << endl;
    }

    return 0;
}

思考：为什么使用异常处理机制

在上面的例子中，我们使用if语句也可以实现同样的效果

#include <iostream>
using namespace std;

int main()
{
    cout << "输入两个数：" << endl;
    int a, b;
    cin >> a >> b;
    if (b == 0) {
        cout << a << "不能除0" << endl;
    } else {
     cout << "两数相除的结果为：" << a/b << endl;
    }

    return 0;
}

那么我们为什么要“多此一举”使用异常处理呢？

比如我们存在着文件输入输出的异常，我们就没有办法去使用if语句来使程序正常运行了。

这只是理由之一，而更重要的是，if语句体现的是流程控制的思想，而异常处理体现的是一种对错误进行有效控制的思想。再者，使用if语句处理并不适合OOP，因为其语义不明显，不利于错误跟踪且类型单一。

if语句一般解决简单的逻辑错误，而异常处理是针对意外情况的。

在异常处理时，会允许一个函数向它的调用者（向上）抛出一个异常（如上面的例子中，quotient函数将其异常抛给调用它的main函数），让调用者处理异常。如果不具备异常处理的能力，函数就必须自己处理异常，或者程序停止运行。通常情况下，当错误发生时，被调用者，尤其是库函数，其自身并不知道如何处理。库函数可以检测到异常，但是只有调用者知道如何处理。

比如在发生文件的读写异常时，我们可以将异常抛给调用者，调用者决定下一步的动作是提示用户错误，还是直接报错，又或者执行其他的动作。而不是让被调用者本身处理错误。

异常处理的基本思想就是将错误检测（被调用者）和异常处理（调用者）分开。