【答疑释惑】C++异常处理是咋回事？

C++的异常处理

一、什么是异常处理

一句话：异常处理就是处理程序中的错误。

二、为什么需要异常处理，以及异常处理的基本思想

C++ 之父Bjarne Stroustrup在《The C++ Programming Language》中讲到：一个库的作者可以检测出发生了运行时错误，但一般不知道怎样去处理它们（因为和用户具体的应用有关）；另一方面，库的用户知道 怎样处理这些错误，但却无法检查它们何时发生（如果能检测，就可以再用户的代码里处理了，不用留给库去发现）。

Bjarne Stroustrup说：提供异常的基本目的就是为了处理上面的问题。基本思想是：让一个函数在发现了自己无法处理的错误时抛出（throw）一个异常，然后它的（直接或者间接）调用者能够处理这个问题。

The fundamental idea is that a function that finds a problem it cannot cope with throws an exception, hoping that its (direct or indirect) caller can handle the problem.

也就是《C++ primer》中说的：将问题检测和问题处理相分离。

Exceptions let us separate problem detection from problem resolution

一 种思想：在所有支持异常处理的编程语言中（例如java），要认识到的一个思想：在异常处理过程中，由问题检测代码可以抛出一个对象给问题处理代码，通过 这个对象的类型和内容，实际上完成了两个部分的通信，通信的内容是“出现了什么错误”。当然，各种语言对异常的具体实现有着或多或少的区别，但是这个通信 的思想是不变的。

三、异常出现之前处理错误的方式

在C语言的世界中，对错误的处理总是围绕着两种方法：一是使用整型的返回值标识错误；二是使用errno宏（可以简单的理解为一个全局整型变量）去记录错误。当然C++中仍然是可以用这两种方法的。

这两种方法最大的缺陷就是会出现不一致问题。例如有些函数返回1表示成功，返回0表示出错；而有些函数返回0表示成功，返回非0表示出错。

还有一个缺点就是函数的返回值只有一个，你通过函数的返回值表示错误代码，那么函数就不能返回其他的值。当然，你也可以通过指针或者C++的引用来返回另外的值，但是这样可能会令你的程序略微晦涩难懂。

四、异常为什么好

在如果使用异常处理的优点有以下几点：

1. 函数的返回值可以忽略，但异常不可忽略。如果程序出现异常，但是没有被捕获，程序就会终止，这多少会促使程序员开发出来的程序更健壮一点。而如果使用C语 言的error宏或者函数返回值，调用者都有可能忘记检查，从而没有对错误进行处理，结果造成程序莫名其面的终止或出现错误的结果。

2. 整型返回值没有任何语义信息。而异常却包含语义信息，有时你从类名就能够体现出来。

3. 整型返回值缺乏相关的上下文信息。异常作为一个类，可以拥有自己的成员，这些成员就可以传递足够的信息。

4. 异常处理可以在调用跳级。这是一个代码编写时的问题：假设在有多个函数的调用栈中出现了某个错误，使用整型返回码要求你在每一级函数中都要进行处理。而使用异常处理的栈展开机制，只需要在一处进行处理就可以了，不需要每级函数都处理。

五、C++中使用异常时应注意的问题

任何事情都是两面性的，异常有好处就有坏处。如果你是C++程序员，并且希望在你的代码中使用异常，那么下面的问题是你要注意的。

1. 性能问题。这个一般不会成为瓶颈，但是如果你编写的是高性能或者实时性要求比较强的软件，就需要考虑了。（如果你像我一样，曾经是java程序员，那么下面的事情可能会让你一时迷糊，但是没办法，谁叫你现在学的是C++呢。）

2. 指针和动态分配导致的内存回收问题：在C++中，不会自动回收动态分配的内存，如果遇到异常就需要考虑是否正确的回收了内存。在java中，就基本不需要考虑这个，有垃圾回收机制真好！

3. 函数的异常抛出列表：java中是如果一个函数没有在异常抛出列表中显式指定要抛出的异常，就不允许抛出；可是在C++中是如果你没有在函数的异常抛出列表指定要抛出的异常，意味着你可以抛出任何异常。

4. C++中编译时不会检查函数的异常抛出列表。这意味着你在编写C++程序时，如果在函数中抛出了没有在异常抛出列表中声明的异常，编译时是不会报错的。而在java中，eclipse的提示功能真的好强大啊！

5. 在java中，抛出的异常都要是一个异常类；但是在C++中，你可以抛出任何类型，你甚至可以抛出一个整型。（当然，在C++中如果你catch中接收时使用的是对象，而不是引用的话，那么你抛出的对象必须要是能够复制的。这是语言的要求，不是异常处理的要求）。

6. 在C++中是没有finally关键字的。而java和python中都是有finally关键字的。

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