1.6 C++異常處理（try和catch）

參考： http://www.weixueyuan.net/view/6332.html

注意：
　　throw 拋出異常，catch 捕獲異常， try 嘗試捕獲異常。

 

在程序設計過程中，我們總是希望自己設計的程序是天衣無縫的，但這幾乎又是不可能的。即使程序編譯通過，同時也實現了所需要的功能，也並不代表程序就已經完美無缺了，因為運行程序時還可能會遇到異常，例如當我們設計一個為用戶計算除法的程序時，用戶很有可能會將除數輸入為零，又例如當我們需要打開一個文件的時候確發現該文件已經被刪除了……類似的這種情況很有很多，針對這些特殊的情況，不加以防范是不行的。

我們通常希望自己編寫的程序能夠在異常的情況下也能作出相應的處理，而不至於程序莫名其妙地中斷或者中止運行了。在設計程序時應充分考慮各種異常情況，並加以處理。

在C++中，一個函數能夠檢測出異常並且將異常返回，這種機制稱為拋出異常。當拋出異常后，函數調用者捕獲到該異常，並對該異常進行處理，我們稱之為異常捕獲。

C++新增throw關鍵字用於拋出異常，新增catch關鍵字用於捕獲異常，新增try關鍵字嘗試捕獲異常。通常將嘗試捕獲的語句放在 try{ } 程序塊中，而將異常處理語句置於 catch{ } 語句塊中。

異常處理的基本語法如下所述。首先說一下拋出異常的基本語法：
    throw 表達式;
拋出異常由throw關鍵字加上一個表達式構成。拋出異常后需要捕獲異常以及異常處理程序，其基本語法如下：
try
{
    //可能拋出異常的語句
}
catch (異常類型1)
{
    //異常類型1的處理程序
}
catch (異常類型2)
{
    //異常類型2的處理程序
}
// ……
catch (異常類型n)
{
    //異常類型n的處理程序
}

由try程序塊捕獲throw拋出的異常，然后依據異常類型運行catch程序塊中的異常處理程。catch程序塊順序可以是任意的，不過均需要放在try程序塊之后。

[例1] C++異常處理示例：

#include <iostream>
#include <stdlib.h>
using namespace std;

enum index{underflow, overflow};

int array_index(int *A, int n, int index);

int main()
{
    int *A = new int[10];
    for(int i=0; i<10; i++)
        A[i] = i;
    try
    {
        cout<<array_index(A,10,5)<<endl;
        cout<<array_index(A,10,-1)<<endl;
        cout<<array_index(A,10,15)<<endl;
    }
    catch(index e)
    {
        if(e == underflow)
        {
            cout<<"index underflow!"<<endl;
            exit(-1);
        }
        if(e == overflow)
        {
            cout<<"index overflow!"<<endl;
            exit(-1);
        }
    }

    return 0;
}

int array_index(int *A, int n, int index)
{
    if(index < 0) throw underflow;
    if(index > n-1) throw overflow;
    return A[index];
}

本例展示了一個數組越界的異常捕獲程序。array_index函數用於返回數組index下標的數值，如果出現異常則拋出異常。try程序塊中的程序語句為可能出現異常情況的語句，catch則為針對異常的處理語句。在程序一開始我們定義了一個全局的枚舉類型變量index，並且定義了兩個值，分別為underflow和overflow，這兩個值作為拋出異常的返回值。當在主函數要求輸出越界的數組值時，調用array_index函數，一旦有預定異常拋出，則通過try捕獲並根據catch語句針對異常情況作出處理。

在前面我們介紹了new和delete動態分配內存操作符，如果new或new[]不能成功分配所請求的，將會拋出一個bad_alloc異常。在使用new或new[]操作符分配動態內存，可以通過如下方式檢測並捕獲存儲空間分配失敗的異常。

[例2] 捕獲new、new[] 拋出的異常：

int * p;
try
{
    p = new int[10];
}
catch(bad_alloc)
{
    cerr<<"allocate failure!"<<endl;
    exit(-1);
}

在C語言中，異常通常是通過函數返回值獲得，但這樣一來，函數是否產生異常則需要通過檢測函數的返回值才能得知。而在C++中，當函數拋出一個返回值時，即使不用try和catch語句，異常還是會被處理的，系統會自動調用默認處理函數unexpected來執行。