目錄

• 自定義異常類
• • 構(gòu)建過程
  • 例：Vec3D類的數(shù)組下標(biāo)越界的異常類
• 捕獲多種無關(guān)異常
• • 不同的異常的捕獲
  • 捕獲派生異常
  • 異常處理的次序
  • 例子：多重捕獲異常類
  • catch塊的參數(shù)類型可以不用引用類型嗎?

自定義異常類

自定義異常類通常由exception或其后代類派生。這樣我們就可以去override e.what() 函數(shù)。

構(gòu)建過程

這里我們以構(gòu)建一個(gè)Vec3D類的數(shù)組下標(biāo)越界的異常類為例子。

自定義異常類過程：
1、找一個(gè)高級(jí)一點(diǎn)的類，繼承一下
class RangeException : public out_of_range
2、定義一些能夠記錄異常問題的變量
size_t dimension;
int index;
3、由異常類來記錄問題，所以要將變量放到異常類的構(gòu)造函數(shù)中，
RangeException(size_t dimension, int index);
4、給父類加入提示信息，在異常類的構(gòu)造函數(shù)的初始化列表上對(duì)父類的構(gòu)造函數(shù)也進(jìn)行初始化。
注意exception基類構(gòu)造函數(shù)是不接受參數(shù)的，其派生類可以接受一個(gè)字符串參數(shù)，用來描述該異常
RangeException () : out_of_range(“Vec index error”) {};

例：Vec3D類的數(shù)組下標(biāo)越界的異常類

task1:創(chuàng)建Vec3D類,用array保存向量成員
task2：創(chuàng)建RangeException類，定義構(gòu)造函數(shù)
RangeException(std::size_t dimension,const int index)
task3:實(shí)現(xiàn)Vec3D::operator[](const int index)
當(dāng)index越界時(shí)，拋出RangeException的對(duì)象
task4：在主函數(shù)創(chuàng)建Vec3D對(duì)象并調(diào)用[]制造越界問題，捕獲異常并輸出異常中的信息。

RangeException.h:

#pragma once#include <iostream> #include <exception> class RangeException : public std::exception { private:std::size_t dimension{ 3 };int index{ 0 }; public:RangeException (std::size_t dimension,const int index) {this->dimension = dimension;this->index = index;}std::size_t getDimension() {return dimension;}int getIndex() {return index;} };

Vec3D.h:
這里需要注意一個(gè)點(diǎn)：數(shù)組下標(biāo)運(yùn)算符不加&時(shí)，返回的是一個(gè)右值，不能通過數(shù)組下標(biāo)運(yùn)算符修改數(shù)組的值。加上&后，返回的就是一個(gè)左值了。

#pragma once #include <array> #include "RangeException.h" class Vec3D { private:std::array <double, 3> v{1.0,1.0,1.0}; public:Vec3D() = default;Vec3D(double x, double y, double z){v[0] = x;v[1] = y;v[2] = z;}double &operator [] (const int index) {if(index >=0 && index <= 2) {return v[index];}else {throw RangeException(3,index);}}};

當(dāng)主函數(shù)為：

#include <iostream> #include "Vec3D.h" using namespace std;int main() {Vec3D v1 {1.2,1.3,1.4};cout << v1[4];return 0; }

可以看見，拋出了我們自定義的異常。

接下來我們捕獲這個(gè)異常：
注意，此時(shí)我們是捕獲exception基類類型的異常，由于RangeException是從exception繼承下來的，所以我們能夠捕獲，但是我們沒有對(duì)exception的what進(jìn)行覆寫，所以不會(huì)打印異常信息。

#include <iostream> #include <exception> #include "Vec3D.h" using namespace std;int main() {Vec3D v1 {1.2,1.3,1.4};try {cout << v1[4];}catch (exception & e) {cout << "Exception :" << e.what() << endl;}return 0; }

接下來我們將exception轉(zhuǎn)換為RangeException，再調(diào)用RangeException的成員函數(shù)進(jìn)行異常信息查詢。

int main() {Vec3D v1 {1.2,1.3,1.4};try {cout << v1[4];}catch (exception & e) {cout << "Exception :" << e.what() << endl;if (typeid(e) == typeid(RangeException)) {auto r = dynamic_cast<RangeException &>(e);cout << "Vector Dimension :" << r.getDimension() << endl;cout << "Index: " << r.getIndex() << endl;}}return 0; }

捕獲多種無關(guān)異常

不同的異常的捕獲

try塊中的代碼可能會(huì)拋出不同類型的異常：
注意，throw出去的是對(duì)象，這里我們創(chuàng)建的匿名對(duì)象。

class EA: public exception { }; class EB: public exception { }; class C { public:void foo(int x) {if (x == 1)throw EA();else if (x == 2)throw EB();} };

而一個(gè)catch塊只能捕獲一種異常：

int main() {C c { };try {c.foo(1);c.foo(2);} catch (EA& a) {cout << a.what() << endl;} catch (EB& b) {cout << b.what() << endl;}

捕獲派生異常

派生異常類：

class MyException: public logic_error { };

catch參數(shù)類型為基類異常類型，則可以匹配:能捕獲基類對(duì)象、也能捕獲派生類對(duì)象

try {throw MyException(); // 拋出派生異常對(duì)象 } catch (logic_error& e) { // catch參數(shù)為基類異常，但可以捕獲所有派生類異常對(duì)象MyException* p = dynamic_cast<MyException*>(&e); // 轉(zhuǎn)指針失敗不會(huì)再拋異常if (p != nullptr)cout << p->what() << endl;elsecout << e.what() << endl; }

之前也提到過：dynamic_cast(obj)

若轉(zhuǎn)型失敗且NewType是指針類型，則返回nullptr。

若轉(zhuǎn)型失敗且NewType是引用類型，則拋出std::bad_cast類型的異常

異常處理的次序

捕獲異常的正確次序：

派生類的catch塊在前、基類的catch塊在后

這種寫法是錯(cuò)誤的：

// (a) try {... } catch (logic_error& e) {... } catch (MyException& e) {... }

例子：多重捕獲異常類

task1:基于Vec3D類、RangeException異常類修改
1.1:將Vec3D的維數(shù)抽取出來
1.2:將RangeException改為繼承 out_of_range
task2:添加ZeroException，當(dāng)向量除以一個(gè)數(shù)為0時(shí)拋該異常
該異常應(yīng)該繼承runtime_error
task3:重載operator / () ,為Vec3D類添加標(biāo)量除法(向量除以一個(gè)數(shù))
當(dāng)除數(shù)為0.0時(shí)拋異常。
根據(jù)IEEE 754 rules:
x > 0.0 : x/0.0 = INF
x < 0.0 : x/0.0 = -INF
0.0 / 0.0 = NaN

Vec3D.h:

#pragma once#include <array> #include <string> #include <cmath> #include <limits> #include "RangeException.h" #include "ZeroException.h" class Vec3D { public:constexpr static std::size_t DIMENSION = 3;private:std::array <double, DIMENSION> v{1.0,1.0,1.0};bool AreSame(double a, double b) {return std::fabs(a - b) < std::numeric_limits<double>::epsilon();} public:Vec3D() = default;Vec3D(double x, double y, double z){v[0] = x;v[1] = y;v[2] = z;}double &operator [] (const int index) {if(index >=0 && index < DIMENSION) {return v[index];}else {throw RangeException(DIMENSION,index);}}Vec3D operator /(const double divisor) {//構(gòu)造當(dāng)前對(duì)象的拷貝Vec3D t(*this);if (AreSame(divisor,0.0))throw ZeroException();for (auto &i : t.v) {i /= divisor;}return t;}};

RangeException.h:

#pragma once#include <iostream> #include <exception> class RangeException : public std::out_of_range { private:std::size_t dimension{ 0 };int index{ 0 }; public:RangeException (std::size_t dimension,const int index) : out_of_range("index exceeds Vector dimension"){this->dimension = dimension;this->index = index;}std::size_t getDimension() {return dimension;}int getIndex() {return index;} };

ZeroException.h:

#pragma once#include <stdexcept> #include <exception>class ZeroException : public std::runtime_error { public:ZeroException() : runtime_error("Divided by 0.0") {};ZeroException(const char* msg) : runtime_error("Divided by 0.0") {}; };

main.cpp:

#include <iostream> #include <exception> #include "RangeException.h" #include "Vec3D.h" using namespace std;int main() {Vec3D v1 {1.2,1.3,1.4};try {cout << (v1 / 0.0)[0] << endl;}catch (RangeException & e) {cout << "Exception :" << e.what() << endl;cout << "Vector Dimension :" << e.getDimension() << endl;cout << "Index: " << e.getIndex() << endl;}catch (ZeroException & e) {cout << "Exception :" << e.what() << endl;}return 0; }

效果：

catch塊的參數(shù)類型可以不用引用類型嗎?

1、catch () 括號(hào)中的異常對(duì)象參數(shù)可否不用引用類型？
2、catch () 括號(hào)中的異常對(duì)象參數(shù)可否使用指針類型，比如： catch (Exception* e)
3、在多重異常捕獲的代碼中，若幾個(gè)catch()括號(hào)中的參數(shù)是某個(gè)類繼承鏈中不同層次的類的對(duì)象，此時(shí)括號(hào)中的參數(shù)可否不用引用類型？為什么？

1、catch()括號(hào)中的異常對(duì)象參數(shù) 可以使用:

1對(duì)象指針 catch(Exception * o)2對(duì)象引用catch(Exception & o)3一個(gè)對(duì)象catch(Exception o) < >

2、 在多重異常捕獲的代碼中，若幾個(gè)catch()括號(hào)中的參數(shù)是某個(gè)繼承鏈中不同層次的類的對(duì)象，此時(shí)括號(hào)中的參數(shù)可以不用引用或指針類型，編譯可以通過。

catch()參數(shù)如果是對(duì)象會(huì)發(fā)生什么？：

1、會(huì)發(fā)生數(shù)據(jù)成員丟失

繼承鏈上多態(tài)polymophic（虛函數(shù)的動(dòng)態(tài)綁定）只有使用對(duì)象引用、指針類型才能發(fā)生。
當(dāng)一個(gè)子類對(duì)象賦值給一個(gè)父類對(duì)象，這時(shí)放生的是對(duì)象之間數(shù)據(jù)成員間的拷貝，如果子類中比父類多出了一些數(shù)據(jù)成員，多出的數(shù)據(jù)成員會(huì)被截?cái)鄟G棄，并且通過被賦值后的父類對(duì)象調(diào)用的虛方法只能是父類本身的虛方法，無法調(diào)用子類的虛方法，這是靜態(tài)綁定。

2、會(huì)發(fā)生淺拷貝

形參與實(shí)參兩個(gè)異常類對(duì)象的對(duì)象指針數(shù)據(jù)成員，指向堆中同一個(gè)new出來對(duì)象。
發(fā)生拷貝構(gòu)造之后，原來作為catch()函數(shù)實(shí)參的異常對(duì)象要被銷毀（先析構(gòu)再收回空間），異常對(duì)象中對(duì)象指針指成員指向堆中new出來的對(duì)象地址空間被收回。但是作為catch()函數(shù)形參的異常對(duì)象還在，當(dāng)形參離開catch塊作用域范圍前也需要被析構(gòu)，并其離開catch塊時(shí)將形參異常對(duì)象POP從棧中彈出釋放空間。而在形參異常對(duì)象被析構(gòu)時(shí)，需要先delete已經(jīng)在堆中已經(jīng)回收的對(duì)象地址，所以刪除一個(gè)不存在的地址程序會(huì)出錯(cuò)。

3、·作為throw出的異常應(yīng)該是對(duì)象，有可能被catch形參及塊內(nèi)數(shù)據(jù)覆蓋：

在函數(shù)作用域范圍內(nèi)，被拋出的異常對(duì)象作為本地變量，本地變量存儲(chǔ)在棧中，棧存儲(chǔ)規(guī)律是先入后出，并且地址的大小排列順序由高向低，而棧幀尋址方式重棧頂（低地址）到棧底（高地址）。

Throw拋異常是逐漸出棧過程，當(dāng)遇到匹配的catch函數(shù)時(shí)停止出棧，轉(zhuǎn)入catch作用域中。

也就是說throw出的異常對(duì)象高懸在棧頂，但是異常對(duì)象的空間已經(jīng)被收回（對(duì)象已經(jīng)POP出棧）。

但是異常對(duì)象存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)成員還存在與棧中，由與棧的寫入數(shù)據(jù)序是有高向低地址，被throw拋出的異常對(duì)象地址在棧頂最小地址，所以很難被其他數(shù)據(jù)覆蓋。

在catch函數(shù)作用域中只要抓取到被throw拋出的異常對(duì)象地址，就可以使用這個(gè)異常對(duì)象中的數(shù)據(jù)成員。

如果catch函數(shù)的形式參數(shù)如果是對(duì)象，形參對(duì)象也要入棧分配空間，這有可能會(huì)導(dǎo)致被throw拋出的異常對(duì)象數(shù)據(jù)被覆蓋，所以使用對(duì)象指針或引用作為catch()函數(shù)的形參比較安全，指針或引用占用棧的空間比較小

總結(jié)

以上是生活随笔為你收集整理的【C++基础】自定义异常类与多重捕获的全部內(nèi)容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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