C++中的throw关键字详解

目录

• 一个动态数组的例子
• throw 用作异常规范
• 1) 虚函数中的异常规范
• 2) 异常规范与函数定义和函数声明
• 请抛弃异常规范，不要再使用它

C++ 异常处理的流程，具体为：

抛出（Throw）--> 检测（Try） --> 捕获（Catch）

异常必须显式地抛出，才能被检测和捕获到；如果没有显式的抛出，即使有异常也检测不到。在 C++ 中，我们使用 throw 关键字来显式地抛出异常，它的用法为：

throw exceptionData;

exceptionData 是“异常数据”的意思，它可以包含任意的信息，完全有程序员决定。exceptionData 可以是 int、float、bool 等基本类型，也可以是指针、数组、字符串、结构体、类等聚合类型，请看下面的例子：

 char str[] = "http://c.biancheng.net"; char *pstr = str; class Base{}; Base obj; throw 100; //int 类型 throw str; //数组类型 throw pstr; //指针类型 throw obj; //对象类型

一个动态数组的例子

C/C++ 规定，数组一旦定义后，它的长度就不能改变了；换句话说，数组容量不能动态地增大或者减小。这样的数组称为静态数组（Static array）。静态数组有时候会给编码代码不便，我们可以通过自定义的 Array 类来实现动态数组（Dynamic array）。所谓动态数组，是指数组容量能够在使用的过程中随时增大或减小。

下面这段代码虽然有点长，但它是一个典型的使用异常的场景，请大家耐心阅读。

 #include <iostream> #include <cstdlib> using namespace std; //自定义的异常类型 class OutOfRange{ public: OutOfRange(): m_flag(1){ }; OutOfRange(int len, int index): m_len(len), m_index(index), m_flag(2){ } public: void what() const; //获取具体的错误信息 private: int m_flag; //不同的flag表示不同的错误 int m_len; //当前数组的长度 int m_index; //当前使用的数组下标 }; void OutOfRange::what() const { if(m_flag == 1){ cout<<"Error: empty array, no elements to pop."<<endl; }else if(m_flag == 2){ cout<<"Error: out of range( array length "<<m_len<<", access index "<<m_index<<" )"<<endl; }else{ cout<<"Unknown exception."<<endl; } } //实现动态数组 class Array{ public: Array(); ~Array(){ free(m_p); }; public: int operator[](int i) const; //获取数组元素 int push(int ele); //在末尾插入数组元素 int pop(); //在末尾删除数组元素 int length() const{ return m_len; }; //获取数组长度 private: int m_len; //数组长度 int m_capacity; //当前的内存能容纳多少个元素 int *m_p; //内存指针 private: static const int m_stepSize = 50; //每次扩容的步长 }; Array::Array(){ m_p = (int*)malloc( sizeof(int) * m_stepSize ); m_capacity = m_stepSize; m_len = 0; } int Array::operator[](int index) const { if( index<0 || index>=m_len ){ //判断是否越界 throw OutOfRange(m_len, index); //抛出异常（创建一个匿名对象） } return *(m_p + index); } int Array::push(int ele){ if(m_len >= m_capacity){ //如果容量不足就扩容 m_capacity += m_stepSize; m_p = (int*)realloc( m_p, sizeof(int) * m_capacity ); //扩容 } *(m_p + m_len) = ele; m_len++; return m_len-1; } int Array::pop(){ if(m_len == 0){ throw OutOfRange(); //抛出异常（创建一个匿名对象） } m_len--; return *(m_p + m_len); } //打印数组元素 void printArray(Array &arr){ int len = arr.length(); //判断数组是否为空 if(len == 0){ cout<<"Empty array! No elements to print."<<endl; return; } for(int i=0; i<len; i++){ if(i == len-1){ cout<<arr[i]<<endl; }else{ cout<<arr[i]<<", "; } } } int main(){ Array nums; //向数组中添加十个元素 for(int i=0; i<10; i++){ nums.push(i); } printArray(nums); //尝试访问第20个元素 try{ cout<<nums[20]<<endl; }catch(OutOfRange &e){ e.what(); } //尝试弹出20个元素 try{ for(int i=0; i<20; i++){ nums.pop(); } }catch(OutOfRange &e){ e.what(); } printArray(nums); return 0; }

运行结果：

0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9

Error: out of range( array length 10, access index 20 )

Error: empty array, no elements to pop.

Empty array! No elements to print.

Array 类实现了动态数组，它的主要思路是：在创建对象时预先分配出一定长度的内存（通过 malloc() 分配），内存不够用时就再扩展内存（通过 realloc() 重新分配）。Array 数组只能在尾部一个一个地插入（通过 push() 插入）或删除（通过 pop() 删除）元素。我们通过重载过的[ ]运算符来访问数组元素，如果下标过小或过大，就会抛出异常（第53行代码）；在抛出异常的同时，我们还记录了当前数组的长度和要访问的下标。在使用 pop() 删除数组元素时，如果当前数组为空，也会抛出错误。

throw 用作异常规范

throw 关键字除了可以用在函数体中抛出异常，还可以用在函数头和函数体之间，指明当前函数能够抛出的异常类型，这称为异常规范（Exception specification），有些教程也称为异常指示符或异常列表。请看下面的例子：

double func (char param) throw (int);

这条语句声明了一个名为 func 的函数，它的返回值类型为 double，有一个 char 类型的参数，并且只能抛出 int 类型的异常。如果抛出其他类型的异常，try 将无法捕获，只能终止程序。如果函数会抛出多种类型的异常，那么可以用逗号隔开：

double func (char param) throw (int, char, exception);

如果函数不会抛出任何异常，那么( )中什么也不写：

double func (char param) throw ();

如此，func() 函数就不能抛出任何类型的异常了，即使抛出了，try 也检测不到。

1) 虚函数中的异常规范

C++ 规定，派生类虚函数的异常规范必须与基类虚函数的异常规范一样严格，或者更严格。只有这样，当通过基类指针（或者引用）调用派生类虚函数时，才能保证不违背基类成员函数的异常规范。请看下面的例子：

 class Base{ public: virtual int fun1(int) throw(); virtual int fun2(int) throw(int); virtual string fun3() throw(int, string); }; class Derived:public Base{ public: int fun1(int) throw(int); //错！异常规范不如 throw() 严格 int fun2(int) throw(int); //对！有相同的异常规范 string fun3() throw(string); //对！异常规范比 throw(int,string) 更严格 }

2) 异常规范与函数定义和函数声明

C++ 规定，异常规范在函数声明和函数定义中必须同时指明，并且要严格保持一致，不能更加严格或者更加宽松。

请看下面的几组函数：

 //错！定义中有异常规范，声明中没有 void func1(); void func1() throw(int) { } //错！定义和声明中的异常规范不一致 void func2() throw(int); void func2() throw(int, bool) { } //对！定义和声明中的异常规范严格一致 void func3() throw(float, char*); void func3() throw(float, char*) { }

请抛弃异常规范，不要再使用它

异常规范的初衷是好的，它希望让程序员看到函数的定义或声明后，立马就知道该函数会抛出什么类型的异常，这样程序员就可以使用 try-catch 来捕获了。如果没有异常规范，程序员必须阅读函数源码才能知道函数会抛出什么异常。

不过这有时候也不容易做到。例如，func_outer() 函数可能不会引发异常，但它调用了另外一个函数 func_inner()，这个函数可能会引发异常。再如，您编写的函数调用了老式的库函数，此时不会引发异常，但是库更新以后这个函数却引发了异常。总之，异常规范的初衷实现起来有点困难，所以大家达成的一致意见是，最好不要使用异常规范。

异常规范是 C++98 新增的一项功能，但是后来的 C++11 已经将它抛弃了，不再建议使用。

另外，各个编译器对异常规范的支持也不一样，请看下面的代码：

 #include <iostream> #include <string> #include <exception> using namespace std; void func()throw(char*, exception){ throw 100; cout<<"[1]This statement will not be executed."<<endl; } int main(){ try{ func(); }catch(int){ cout<<"Exception type: int"<<endl; } return 0; }

在 GCC 下，这段代码运行到第 7 行时程序会崩溃。虽然 func() 函数中发生了异常，但是由于 throw 限制了函数只能抛出 char*、exception 类型的异常，所以 try-catch 将捕获不到异常，只能交给系统处理，终止程序。在 Visual C++ 下，输出结果为Exception type: int，这说明异常被成功捕获了。

在 Visual C++ 中使用异常规范虽然没有语法错误，但是也没有任何效果，Visual C++ 会直接忽略异常规范的限制，函数可以抛出任何类型的异常。

以上就是C++中的throw关键字详解的详细内容，更多关于C++ throw关键字的资料请关注本网站其它相关文章！

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