如何抛出 C++ 异常

Question

我对异常处理（即如何为自己的目的自定义 throw、try、catch 语句）的理解非常差。

比如我定义了一个函数如下：int compare(int a, int b){...}

我希望该函数在 a 或 b 为负数时抛出带有某些消息的异常。

我应该如何在函数的定义中处理这个问题？

Answer 1

简单：

#include <stdexcept>

int compare( int a, int b ) {
    if ( a < 0 || b < 0 ) {
        throw std::invalid_argument( "received negative value" );
    }
}

标准库附带了一个不错的 built-in exception objects 集合，您可以扔掉。请记住，您应该始终按值抛出并按引用捕获：

try {
    compare( -1, 3 );
}
catch( const std::invalid_argument& e ) {
    // do stuff with exception... 
}

每次尝试后可以有多个 catch() 语句，因此如果需要，可以分别处理不同的异常类型。

你也可以重新抛出异常：

catch( const std::invalid_argument& e ) {
    // do something

    // let someone higher up the call stack handle it if they want
    throw;
}

并且不分类型地捕获异常：

catch( ... ) { };

Answer 2

虽然这个问题已经很老了并且已经得到解答，但我只想添加一个关于如何在 C++11 中进行正确异常处理的注释：

使用std::nested_exception 和std::throw_with_nested

它在 StackOverflow here 和 here 上进行了描述，您可以在代码中获取异常的回溯，而无需调试器或繁琐的日志记录，只需编写适当的异常将重新抛出嵌套异常的处理程序。

由于您可以对任何派生的异常类执行此操作，因此您可以向此类回溯添加大量信息！ 你也可以看看我的MWE on GitHub，回溯看起来像这样：

Library API: Exception caught in function 'api_function'
Backtrace:
~/Git/mwe-cpp-exception/src/detail/Library.cpp:17 : library_function failed
~/Git/mwe-cpp-exception/src/detail/Library.cpp:13 : could not open file "nonexistent.txt"

Answer 3

只需在需要的地方添加throw，并将try 块添加到处理错误的调用者。按照惯例，您应该只抛出源自std::exception 的东西，因此首先包括<stdexcept>。

int compare(int a, int b) {
    if (a < 0 || b < 0) {
        throw std::invalid_argument("a or b negative");
    }
}

void foo() {
    try {
        compare(-1, 0);
    } catch (const std::invalid_argument& e) {
        // ...
    }
}

另外，请查看Boost.Exception。

Answer 4

您可以定义发生特定错误时要抛出的消息：

throw std::invalid_argument( "received negative value" );

或者你可以这样定义：

std::runtime_error greatScott("Great Scott!");          
double getEnergySync(int year) {                        
    if (year == 1955 || year == 1885) throw greatScott; 
    return 1.21e9;                                      
}                                                       

通常情况下，您会有这样的 try ... catch 块：

try {
// do something that causes an exception
}catch (std::exception& e){ std::cerr << "exception: " << e.what() << std::endl; }

Answer 5

添加到这个答案，因为此时为此问答创建另一个答案似乎没有好处。

如果您创建自己的自定义异常（派生自 std::exception），当您捕获“所有可能的”异常类型时，您应该始终以“最衍生”异常类型开始 catch 子句，这可能被抓住。查看示例（不做什么）：

#include <iostream>
#include <string>

using namespace std;

class MyException : public exception
{
public:
    MyException(const string& msg) : m_msg(msg)
    {
        cout << "MyException::MyException - set m_msg to:" << m_msg << endl;
    }

   ~MyException()
   {
        cout << "MyException::~MyException" << endl;
   }

   virtual const char* what() const throw () 
   {
        cout << "MyException::what" << endl;
        return m_msg.c_str();
   }

   const string m_msg;
};

void throwDerivedException()
{
    cout << "throwDerivedException - thrown a derived exception" << endl;
    string execptionMessage("MyException thrown");
    throw (MyException(execptionMessage));
}

void illustrateDerivedExceptionCatch()
{
    cout << "illustrateDerivedExceptionsCatch - start" << endl;
    try 
    {
        throwDerivedException();
    }
    catch (const exception& e)
    {
        cout << "illustrateDerivedExceptionsCatch - caught an std::exception, e.what:" << e.what() << endl;
        // some additional code due to the fact that std::exception was thrown...
    }
    catch(const MyException& e)
    {
        cout << "illustrateDerivedExceptionsCatch - caught an MyException, e.what::" << e.what() << endl;
        // some additional code due to the fact that MyException was thrown...
    }

    cout << "illustrateDerivedExceptionsCatch - end" << endl;
}

int main(int argc, char** argv)
{
    cout << "main - start" << endl;
    illustrateDerivedExceptionCatch();
    cout << "main - end" << endl;
    return 0;
}

注意：

1. 正确的顺序应该是反之亦然，即 - 首先是 catch (const MyException& e)，然后是 catch (const std::exception& e)。

2. 如您所见，当您按原样运行程序时，将执行第一个 catch 子句（这可能是您最初不想要的）。

3. 即使在第一个 catch 子句中捕获的类型是 std::exception 类型，what() 的“正确”版本也会被调用 - 因为它是通过引用捕获的（至少更改被捕获的参数 std::exception 类型以价值为导向 - 您将体验到实际的“对象切片”现象）。

4. 如果“由于抛出 XXX 异常而导致的某些代码......”对异常类型有重要的影响，那么您的代码在此处存在不当行为。

5. 如果捕获的对象是“正常”对象，例如：class Base{}; 和 class Derived : public Base {}...

6. g++ 7.3.0 在 Ubuntu 18.04.1 上会产生一个警告，指出上述问题：

在函数“void illustrationDerivedExceptionCatch()”中： item12Linux.cpp:48:2：警告：'MyException' 类型的异常 将被捕获 catch(const MyException& e) ^~~~~

item12Linux.cpp:43:2：警告：由“std::exception”的早期处理程序 catch (const 异常& e) ^~~~~

再次，我会说，这个答案只是添加到这里描述的其他答案（我认为这一点值得一提，但无法描述它在评论中）。