大道至简：C++STL类exception

在STL中，类exception除了构造函数和析构函数之外，仅有一个虚成员what（）函数。该函数用以获取“型别本身以外的附加信息”，其返回值是一个以null结束的字符串。类exception的声明形式如下：

在上述类声明中，其3个构造函数和1个析构函数均被设置了空抛出（throw（））。其虚成员what（）函数也被设置了空抛出。

what（）函数返回的字符串可以被转换为wstring，以便于被显示。what（）返回的C-string在所属的异常对象被摧毁后即不再有效。what（）函数是唯一被用来描述异常种类的虚函数。唯一可能实现的另一种异常评估手段是根据异常的精确型别，自己得出结论。最简单的例子如下：

前面已经说过，C＋＋异常的主要目的是为设计容错程序提供语言级支持，即异常使得在程序设计中包含错误处理功能更简便，避免事后采取“冷酷”的错误处理方式。异常灵活性和相对方便性可以使程序员在条件允许的情况下，在程序中加入错误处理功能。总而言之，异常是一种特性，类似于类，可以改变程序员的编程方式。

头文件＜exception＞中定义了异常类，C＋＋可以将其作为其他异常类的基类。程序会引发异常（exception），但由于what（）是虚函数，类exception派生的自定义类可以重新定义该函数。例如，

如果使用类std：：exception处理派生的异常，可以在同一个基类处理程序中捕获此类信息。

当然也可以分别捕获这些异常（前面已有介绍）。

STL定义了很多基于类exception的异常类型。头文件＜exception＞提供了类bad_excep-tion，以供unexpected（）函数使用。

1.异常类stdexcept

头文件＜stdexcept＞还定义了其他几个异常类。首先，该文件定义了类logic_error和类runtime_error，这两个类均是以公有方式从exception类派生而来的。类logic_error的声明形式如下：

该类的构造函数接受一个string型对象作为参数，该参数为what（）函数提供了返回值（message.data）。

类runtime_error的声明形式如下：

同样，类runtime_error的构造函数也接受一个string型对象作为参数。该参数为what（）函数提供了返回值（message.data）。

除上述两个类之外，还有类domain_error、类invalid_argument、类length_error和类out_of_range。这些类和类logic_error的情况非常类似。

对于类domain_error，数学函数通常有定义域和值域。定义域由参数的可能值组成，值域由函数可能的返回值组成。例如，如果程序员在开发程序时，将不合理的参数传递给std：：sin（）函数，会导致程序抛出domain_error类异常。

异常类invalid_argument用于提示“给函数传递一个意外的值”。例如，如果函数希望接受一个字符串，其中每个字符要么是0要么是1，那么当传递的字符串中包含其他字符时，该函数会引发类invalid_argument异常。

异常类length_error用于提示没有足够的空间来执行所需的操作。例如，类string的ap_- pend（）函数在合并获取的字符串长度超过最大允许长度时，会引发length_error异常。(www.xing528.com)

异常类out_of_range通常用于指示索引错误，即索引的数值超出了正常容量的上下限。例如，对于某数组，使用operator（）［］进行访问时，若使用的索引无效，则会引发out_of_range异常。

异常类runtime_error描述了可能在运行期间难以预计和防范的错误。

每个类的名称均能显示出其报告的错误类型。例如，

每个类均有自己的构造函数。构造函数的参数用于虚what（）函数返回的字符串。

下溢（Underflow）错误会出现在浮点数计算中。通常，存在浮点型可以表示的最小非零值，若计算结果比该值小，会导致下溢错误。整型和浮点型都可能发生上溢错误，当计算结果超出某种类型能够表示的最大数量级时，会导致上溢错误。当计算结果可能不在函数允许的范围内，但又没有发生上溢或下溢错误时，将引发range_error类型的异常。

通常，类logic_error的异常对象表明存在可以通过编程修复的问题；而类runtime_error的异常对象表明存在无法避免的问题。这些错误具有相同的常规特征，其区别在于：不同的类名能够让程序员分别处理每种异常。

捕获异常的形式是多种多样的。例如，

如果上述形式还不能满足需要，程序员需要从类logic_error或类runtime_error派生新类，以确保异常类被纳入同一个继承层次结构中。

2.bad_alloc异常和new（）

对于使用new（）时可能出现的内存分配问题，C＋＋提供了两种可供选择的处理方式：①使new（）在无法满足内存请求时返回空指针；②使new（）引发bad_alloc类型异常。头文件＜new＞中包含了bad_alloc类型声明，它是从异常类exception派生而来的。在具体实现过程中，读者可根据实际情况选取一种方式，也可以使用编译器开关或其他方法。下面给出一个最简单的例题，说明异常被捕捉后，程序将显示what（）函数返回的消息，之后终止运行。如果没有捕捉到异常，程序将继续执行，并查看返回值是否为空指针。

3.示例

针对上述内容，下面给出一个关于处理异常的简单例题。尽管在C语言中不建议使用goto语句，但为了便于测试各种异常类别，本例还是使用了两次goto语句。

例8-1

例8-1的执行结果为：

总结

例8-1测试了STL中所包含的各种异常派生类。通过反复地调用throw和catch，尝试了各种错误类别的抛出和捕获。请读者认真体会，理解它们的用法。