C语言的错误处理

1. assert：直接断言终止程序 — 用户难以接受。如发生内存错误，除0错误时就会终止程序
2. 返回错误码：需要程序员自己去查找对应的错误

异常

异常也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

当问题出现时可以将问题抛出，然后捕获到问题。

使用

异常的使用有三个关键字：throw，try，catch

throw：抛出异常

try：try 块中的代码标识将被激活的特定异常,它后面通常跟着一个或多个 catch 块

catch：捕获异常

对于异常而言需要有几点注意事项：

1. 异常是通过抛出对象而引发的，该对象的类型决定了应该激活哪个catch的处理代码
2. 被选中的处理代码是调用链中与该对象类型匹配且离抛出异常位置最近的那一个
3. 抛出异常对象后，会生成一个异常对象的拷贝，因为抛出的异常对象可能是一个临时对象，所以会生成一个拷贝对象，这个拷贝的临时对象会在被catch以后销毁
4. catch可以有很多个，但是一定要有一个能够和抛出的类型匹配的

int Func(int a, int b)
{
    if (b == 0)
        throw string("除数不能为0");
    return a / b;
}
int main()
{
    int a, b;
    cin >> a >> b;
    try
    {
        Func(a, b);
    }
    catch (const string res)
    {
        cout << res << endl;
    }
    catch (const int res)
    {
        cout << res << endl;
    }
    return 0;
}

上面的代码因为抛出的是string类型，所以就会跳到string类型的catch

函数调用链中异常栈展开匹配原则

1. 首先检查throw本身是否在try块内部，如果是再查找匹配的catch语句。如果有匹配的，则调到catch的地方进行处理。没有匹配的catch则退出当前函数栈，继续在调用函数的栈中进行查找匹配的catch
2. 如果到达main函数的栈，依旧没有匹配的，则终止程序
3. 找到匹配的catch子句并处理以后，会继续沿着catch子句后面继续执行

int a, b;
    cin >> a >> b;
    try
    {
        Func(a, b);
    }
    catch (const string res)
    {
        cout << res << endl;
    }
    catch (const int res)
    {
        cout << res << endl;
    }
    cout << "hello world" << endl;

可以看到异常捕获执行后并不会终止程序，而是继续往下执行

重新抛出

double Division(int a, int b)
{
    // 当b == 0时抛出异常
    if (b == 0)
      throw "Division by zero condition!";
    return (double)a / (double)b;
}
void Func()
{
    // 这里可以看到如果发生除0错误抛出异常，另外下面的array没有得到释放。
    // 所以这里捕获异常后并不处理异常，异常还是交给外面处理，这里捕获了再重新抛出去。
    int* array = new int[10];
    try {
        int len, time;
        cin >> len >> time;
        cout << Division(len, time) << endl;
    }
    catch (...)
    {
        cout << "delete []" << array << endl;
        delete[] array;
        throw;
    }
    // ...
    cout << "delete []" << array << endl;
    delete[] array;
}
int main()
{
    try
    {
      Func();
    }
    catch (const char* errmsg)
    {
      cout << errmsg << endl;
    }
    return 0;
}

… 表示任意类型

异常安全与与规范

1. 构造函数完成对象的构造和初始化，最好不要在构造函数中抛出异常，否则可能导致对象不完整或没有完全初始化
2. 析构函数主要完成资源的清理，最好不要在析构函数内抛出异常，否则可能导致资源泄漏
3. 异常规格说明的目的是为了让函数使用者知道该函数可能抛出的异常有哪些。 可以在函数的后面接throw(类型)，列出这个函数可能抛掷的所有异常类型，函数的后面接throw()，表示函数不抛异常。
4. 若无异常接口声明，则此函数可以抛掷任何类型的异常

// 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();
// C++11 中新增的noexcept，表示不会抛异常
thread() noexcept;
thread (thread&& x) noexcept;

异常的优缺点

优点：

1. 异常对象定义好了，相比错误码的方式可以清晰准确的展示出错误的各种信息，甚至可以包含堆栈调用的信息，这样可以帮助更好的定位程序的bug
2. 返回错误码的传统方式有个很大的问题就是，在函数调用链中，深层的函数返回了错误，那么我们得层层返回错误，最外层才能拿到错误
3. 很多的第三方库都包含异常，比如boost、gtest、gmock等等常用的库，那么我们使用它们也需要使用异常
4. 部分函数使用异常更好处理，比如构造函数没有返回值，不方便使用错误码方式处理。比如T& operator这样的函数，如果pos越界了只能使用异常或者终止程序处理，没办法通过返回值表示错误

缺点：

1. 异常会导致程序的执行流乱跳，并且非常的混乱，并且是运行时出错抛异常就会乱跳。这会导致我们跟踪调试时以及分析程序时，比较困难。
2. 异常会有一些性能的开销。当然在现代硬件速度很快的情况下，这个影响基本忽略不计。
3. C++没有垃圾回收机制，资源需要自己管理。有了异常非常容易导致内存泄漏、死锁等异常安全问题。这个需要使用RAII来处理资源的管理问题。学习成本较高。
4. C++标准库的异常体系定义得不好，导致大家各自定义各自的异常体系，非常的混乱。
5. 异常尽量规范使用，否则后果不堪设想，随意抛异常，外层捕获的用户苦不堪言。

规范有两点：一、抛出异常类型都继承自一个基类。二、函数是否抛异常、抛什么异常，都使用 func（） throw();的方式规范化

总的来说：利大于弊