传统的错误处理机制:
异常是一种处理错误的方式,当一个函数发现自己无法处理的错误时就可以抛出异常,让函数的直接或间接的调用者处理这个错误。
如果有一个块抛出一个异常,捕获异常的方法会使用 try 和 catch 关键字。try 块中放置可能抛出异常的代码,try 块中的代码被称为保护代码。使用 try/catch 语句的语法如下所示:
try
{
// 保护的标识代码
}catch( ExceptionName e1 )
{
// catch 块
}catch( ExceptionName e2 )
{
// catch 块
}catch( ExceptionName eN )
{
// catch 块
}
异常的抛出和匹配原则:
在函数调用链中异常栈展开匹配原则:
下面的代码中在Devision函数中,当出现b==0时,Division函数会抛出一个异常,然后程序会直接跳到main函数的catch中执行。当执行完匹配的catch中的代码后,就会继续向下执行try catch后面的代码了。
当Func和main函数中都捕获异常。并且catch捕获的类型都匹配,那么当Devision函数中抛出异常后,会跳到Func函数的catch中。如果类型不匹配,那么就会跳到最近的类型匹配的catch中。而如果没有类型匹配的catch捕获异常时,那么就会执行catch(…)里面的代码。
通常抛异常都不会像上面那样直接抛出一个字符串那么简单,而是会像抛出一个异常对象,这个对象中记录了关于这个异常的一些信息。以便于捕获异常后对这个异常进行分析和处理。
上面的使用catch(…)捕获所有异常的方式虽然可以防止程序终止,但是并不能解决产生异常的根本原因,因为catch(…)捕获到的异常并不知道为什么异常,所以也无法分析出导致异常出现的原因。这时可以通过抛出派生类异常对象,使用基类捕获,这个在实际中非常实用。
#include<Windows.h>
class Exception
{
public:
Exception(int errid, const string& msg)
:_errid(errid), _errmsg(msg)
{
}
virtual string what() const
{
return _errmsg;
}
int GetErrid() const
{
return _errid;
}
protected:
int _errid; //错误码
string _errmsg; //错误描述
};
class SqlException : public Exception
{
public:
SqlException(const string& errmsg, int id, const string& sql)
:Exception(id,errmsg),_sql(sql)
{}
virtual string what() const
{
string msg = "SqlException: ";
msg += _errmsg;
msg += "->";
msg += _sql;
return msg;
}
private:
string _sql;
};
class CacheException :public Exception
{
public:
CacheException(const string& errmsg,int id)
:Exception(id,errmsg)
{}
virtual string what() const
{
string msg = "CacheException: ";
msg += _errmsg;
return msg;
}
};
class HttpServerException :public Exception
{
public:
HttpServerException(const string& errmsg,int id,const string& type)
:Exception(id,errmsg), _type(type)
{}
virtual string what() const
{
string msg = "HttpServerException: ";
msg += _errmsg;
msg += "->";
msg += _type;
return msg;
}
private:
const string _type;
};
void SQLMgr()
{
srand(time(0));
if (rand() % 7 == 0)
{
throw SqlException("权限不足", 100, "select * from name = '张三'");
}
}
void CacheMgr()
{
srand(time(0));
if (rand() % 5 == 0)
{
throw CacheException("权限不足", 100);
}
else if (rand() % 6 == 0)
{
throw CacheException("数据不存在", 101);
}
SQLMgr();
}
void HttpServer()
{
//模拟服务出错
srand(time(0));
if (rand() % 3 == 0)
{
throw HttpServerException("请求资源不存在", 100, "get");
}
else if (rand() % 4 == 0)
{
throw HttpServerException("权限不足", 101, "post");
}
CacheMgr();
}
int main()
{
while (1)
{
Sleep(1000);
try {
HttpServer();
}
catch (const Exception& e) //捕获基类对象即可
{
//多态
cout << e.what() << endl;
}
catch (...)
{
cout << "Unkown Exception" << endl;
}
}
return 0;
}
我们看到可以在抛异常时抛派生类异常对象,然后捕获异常时捕获基类异常对象,然后执行基类对象的what函数时,会根据这个对象是什么对象来调用这个对象的虚函数what。这里构成了多态。
当catch同时捕获派生类和基类对象时,会匹配最近的。不存在谁更匹配的问题,而是谁近就匹配谁。
有可能单个的catch不能完全处理一个异常,在进行一些校正处理以后,希望再交给更外层的调用链函数来处理,catch则可以通过重新抛出将异常传递给更上层的函数进行处理。
像下面的代码中,如果Division中抛出了异常,那么程序会直接跳转到main函数中的catch中执行,那么Func函数中的delete[] 就不会执行了,这样就造成了内存泄漏问题。
此时我们可以在Func中捕获异常,然后如果我们想在main函数中统一处理异常的话,那么此时我们可以将Func函数中申请的内存进行释放,然后重新抛出异常,这样异常就会在main函数中统一处理了。
但是下面的情况中,当Devision函数没有抛异常,而HttpServer抛出异常后,因为没有对应的catch来捕获HttpServer函数抛出的异常,所以还是会直接跳到main函数中处理异常,而没有释放Func函数中申请的内存。
class Exception
{
public:
Exception(int errid, const string& msg)
:_errid(errid),_errmsg(msg)
{
}
const string& GetMsg() const
{
return _errmsg;
}
int GetErrid() const
{
return _errid;
}
private:
int _errid; //错误码
string _errmsg; //错误描述
};
void HttpServer()
{
throw Exception(1, "HttpServer错误");
}
double Division(int a, int b)
{
if (b == 0)
{
throw "Division by zero condition!";
}
else
{
return ((double)a / (double)b);
}
}
void Func()
{
int* array = new int[10];
int len, time;
cin >> len >> time;
try {
cout << Division(len, time) << endl;
HttpServer();
}
catch (const char* errmsg)
{
cout << "delete[]" << array << endl;
delete[] array;
throw errmsg;
}
cout << "delete[]" << array << endl;
delete[] array;
}
int main()
{
try {
Func();
}
catch (const char* errmsg) //这个捕获的e为err对象的拷贝版本。
{
cout << errmsg << endl;
}
catch (...) //捕获任意类型的异常,防止有一些异常没有被捕获,导致程序终止
{
cout << "未知异常" << endl;
}
return 0;
}
此时可以像下面这样捕获全部异常,然后处理完释放内存等操作后再重新抛出全部异常。放到外面统一处理异常。
在c++98中
// 这里表示这个函数会抛出A/B/C/D中的某种类型的异常
void fun() throw(A,B,C,D);
// 这里表示这个函数只会抛出bad_alloc的异常
void* operator new (std::size_t size) throw (std::bad_alloc);
// 这里表示这个函数不会抛出异常
void* operator delete (std::size_t size, void* ptr) throw();
在c++11中
// C++11 中新增的noexcept,表示不会抛异常
thread() noexcept;
thread (thread&& x) noexcept;
如果标记一个函数不抛异常,但是这个函数实际抛了异常,那么会出现警告。如果标记一个中间函数不抛异常,但是这个中间函数内调用了抛异常的函数,那么不会出现警告,所以noexcept不是值得信任的。
下面的这些资源如果使用或打开了不关闭的话,那么就会出现问题。所以下面这些资源使用时要小心异常引发资源未释放。
new/mallc/fopen/lock
delete/free/fclose/unlock
// 1.下面这段伪代码我们可以看到ConnnectSql中出错了,先返回给ServerStart,
//ServerStart再返回给main函数,main函数再针对问题处理具体的错误。
// 2.如果是异常体系,不管是ConnnectSql还是ServerStart及调用函数出错,都不用检查,因为抛出的异常异常会直接跳到main函数中catch捕获的地方,main函数直接处理错误。
int ConnnectSql()
{
// 用户名密码错误
if (...)
return 1;
// 权限不足
if (...)
return 2;
}
int ServerStart() {
if (int ret = ConnnectSql() < 0)
return ret;
int fd = socket()
if(fd < 0)
return errno;
}
int main()
{
if(ServerStart()<0)
...
return 0;
}
总结:异常总体而言,利大于弊,所以工程中我们还是鼓励使用异常的。另外OO的语言基本都是
用异常处理错误,这也可以看出这是大势所趋。