Exception⚓︎

运行时错误 (run-time error)：

• C++ 的基本哲学：格式错误的代码将无法运行
• 处理未来运行中所有可能的情况非常重要

下面的代码能够处理运行代码时出现的各种异常：

try {
    open the file;
    determine its size;
    allocate that much memory;
    read the file into memory;
    close the file;
} catch (fileOpenFailed) {
    doSomething;
} catch (sizeDeterminationFailed) {
    doSomething;
} catch (memoryAllocationFailed) {
    doSomething;
} catch (readFailed) {
    doSomething;
} catch (fileCloseFailed) {
    doSomething;
}

所谓异常(exception)，是指 ...

为什么要有异常：

• 很大的一个好处是它们能够清理错误的处理代码
• 并且它将描述你想做什么的代码与执行的代码分开

何时使用异常：？

发起异常：使用 throw 语句

template <class T>
T& Vector<T>::operator[](int indx) {
    if (indx < 0 || indx >= m_size) {
        // throw is a keyword
        // exception is raised at this point
        throw <<something>>;
    }
    return m_elements[indx];
}

• throw 语句发起的异常将控制权传播给第一个对于该异常的处理函数
• 传播遵循调用链
• 在栈上的对象会被正确销毁
• throw exp;：抛出匹配值
• throw;：重新发起被处理的异常，仅在一个处理函数中有效

调用者需要做什么？

• 毫不关心：代码甚至可能没发现问题
• 十分关心
• 适中的关心
• 不关心某些特殊情况

try 语句块：

try { ... }
catch ...
catch ...

• 建立了任意数量的处理函数
• 可以设置你想要处理的异常情况
• 耗时

• 异常处理函数

  • 根据类型选择异常
  • 能够重新发起异常

  • 两种形式（都只接受一个参数）：

    catch (SomeType v) {
    }
    
    catch (...) {
    }
    

  • 会根据代码顺序来检查所有的处理函数

    • 找到完全匹配的
    • 应用基本的类转换，仅适用于引用和指针类型
    • 省略号 ... 匹配所有类型

继承可用于构建异常结构。

class MathErr {
    ...
    virtual void diagnostic();
};
class OverflowErr : public MathErr { ... }
class UnderflowErr : public MathErr { ... }
class ZeroDivideErr : public MathErr { ... }

// Using handlers
try {
    // code to exercise math options
    throw UnderFlowErr();
} catch (ZeroDivideErr& e) {
    // handle zero divide case
} catch (MathErr& e) {
    // handle other math errors
} catch (...) {
    // any other exceptions
}

异常和 new 语句：new 在失败时不会返回 0，而会抛出一个 bad_alloc 异常。

标准库异常：

异常规范

• 声明可能要发起的异常函数

• 部分函数原型：

  void abc(int a) throw(MathErr) {
      ...
  }
  

• 不在编译时检查

• 在运行时，如果列表中不包含的异常传播出去，则会引发 unexpected 异常

Printer::print(Document&) throw(PrinterOffLine, BadDocument) { ...
PrintManager::print(Document&) throw (BadDocument) { ...
// raises or doesn’t handle BadDocument
void goodguy() throw () {
// handles all exceptions
void average() { } // no spec, no checking,
void lala() noexcept; // spec no exceptions

在设计异常时，我们需要考虑以下因素：

• 异常需要反映错误
• 不要用异常替换良好的设计

构造函数的两个阶段：

• 构造函数里的正常工作
  • 初始化所有的成员对象
  • 初始化所有的原始成员
  • 初始化所有的指针为 0
  • 不要对以下资源做任何请求：文件、网络连接、内存
• 在 Init() 里做额外的工作

对于失败的构造函数，可能有以下解决方案：

• 可能没有返回值
• 使用“未初始化的标志 (flag)”
• 将初始化函数延后完成

但更好的做法还是抛出异常。此时对象的析构函数就不会被调用；且在抛出异常前清理掉所有被分配的资源。

异常和析构函数：

• 析构函数被调用的时机：
  • 正常调用：对象离开作用域
  • 发生异常时：栈展开调用
• 在析构函数中抛出异常，而该析构函数本身是由于另一个异常被调用时，将会触发 std::terminate()。

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