C++抛出和接收异常 C++抛出和接收异常的顺序

异常（exception）是C++语言引入的错误处理机制。它 采用了统一的方式对程序的运行时错误进行处理，具有标准化、安全和高效的特点。C++为了实现异常处理，引入了三个关键字：try、throw、catch。异常由throw抛出，格式为throw[expression]，由catch捕捉。Try语句块是可能抛出异常的语句块，它通常和一个或多个catch语句块连续出现。

try语句块和catch语句块必须相互配合，以下三种情况都会导致编译错误：

 （1）只有try语句块而没有catch语句块，或者只有catch语句块而没有try语句块；
 （2）在try语句块和catch语句块之间夹杂有其他语句；
 （3）当try语句块后跟有多个catch语句块时，catch语句块之间夹杂有其他语句；
 （4）同一种数据类型的传值catch分支与传引用catch分支不能同时出现。

在抛出和接收异常的过程中，我们还要注意以下几点。

1.被抛出的异常对象什么时候被销毁？

用throw语句抛出一个对象时，会构造一个新的对象，这个对象就是异常对象。该对象的生命周期从被抛出开始计算，一直到被某个catch语句捕捉，就会在该catch语句块执行完毕后被销毁。考察如下程序。

#include <iostream>
using namespace std;

class ExClass
{
 int num;
public:
 ExClass(int i)
 {
 cout<<"Constructing exception object with num="<<i<<endl;
 num=i;
 }
 ExClass(ExClass& e)
 {
 cout<<"Copy Constructing exception object with num="<<e.num+1<<endl;
 num=e.num+1;
 }
 ~ExClass()
 {
 cout<<"Destructing exception object with num="<<num<<endl;
 }
 void show()
 {
 cout<<"the number is "<<num<<endl;
 }
};

int main() 
{
 ExClass obj(99);
 try
 {
 throw obj;   //导致输出：Constructing exception object with num=100
 }
 catch(double f) 
 {
 cout<<"exception catched"<<endl;
 }
 //导致输出：Constructing exception object with num=101
 catch(ExClass e) 
 {
 e.show();
 }
 cout<<"after catch"<<endl;
}

程序输出结果是：

Constructing exception object with num=99
Copy Constructing exception object with num=100
Copy Constructing exception object with num=101
the number is 101
Destructing exception object with num=101
Destructing exception object with num=100
after catch
Destructing exception object with num=99

用throw语句抛出一个对象时，会构造一个新的对象，这个对象就是异常对象。该对象的生命周期从被抛出时开始计算，一直到被某个catch语句捕获，就会在该catch语句块执行完毕后被销毁。在上面的程序中，异常对象的num值为100，“Destructing exception object with num=100”这句话在“after catch”之前输出，正好说明异常对象的销毁时间是在它被捕获的catch块执行之后。

所以的catch分支在执行时类似一次函数调用，catch 的参数相当于函数的形参，而被抛出的异常对象相当于函数调用时的实参。当形参与实参成功匹配时，就说明异常被某个catch分支所捕获。catch后面的参数只能采用传值、传引用和传指针三种方式，如果采用传值方式，则会生成实参的一个副本，如果实参是一个对象，就会导致构造函数被调用。在上面的程序中，执行catch(ExClass e) 语句就是利用异常对象构造一个对象e，因此会调用拷贝构造函数。
 要注意的是：同一种数据类型的传值catch分支和传引用catch分支不能同时出现。

2.异常如果在当前函数没有被捕获会发生什么？

在某些情况下，可能所有的catch分支都无法捕获到抛出的异常，这将导致当前函数执行的结束，并返回到主调函数中。在主调函数中，将继续以上的捕捉异常的过程，直到异常被捕捉或最终结束整个程序。考察如下程序。

#include <iostream>
using namespace std;

class ExClass
{
 int num;
public:
 ExClass(int i)
 {
 cout<<"Constructing exception object with num="<<i<<endl;
 num=i;
 }
 ExClass(ExClass& e)
 {
 cout<<"Copy Constructing exception object with num="<<e.num+1<<endl;
 num=e.num+1;
 }
 ~ExClass()
 {
 cout<<"Destructing exception object with num="<<num<<endl;
 }
 void show()
 {
 cout<<"the number is "<<num<<endl;
 }
};

void throwExFunc()
{
 try{
 throw ExClass(199);
 }
 catch(double f){
 cout<<"double exception catched"<<endl;
 }
 cout<<"exit throwExFunc()"<<endl;
}

int main()
{
 try
 {
 throwExFunc();
 }
 catch(ExClass e)
 {
 e.show();
 }
 catch(...)
 {
 cout<<"all will fall in"<<endl;
 }
 cout<<"continue to execute"<<endl;
}

程序的输出结果：

Constructing exception object with num=199
Copy Constructing exception object with num=200
the number is 200
Destructing exception object with num=200
Destructing exception object with num=199
continue to execute

从程序的结果可以看出：

 （1）被抛出的异常对象的num值为199，由于它没有在函数throwExFunc()中被捕捉，所以它导致了throwExFunc()的执行结束（否则会输出：exit throwExFunc()）。在main()函数中，catch(ExClass e)捕获了异常对象，通过复制构造函数产生对象e，e的num值为200，catch语句块运行完结束后，对象e首先被销毁，紧接着销毁异常对象。在这之后，程序继续运行，输出：continue to execute。

（2）catch(…)的意思是可以捕获所有类型的异常。不提倡随意地使用catch(…)，因为这会导致异常类型的不精确处理，并降低程序的运行效率。但是，在程序的开发阶段，catch(…)还是有用的，因为如果在精心安排异常捕获之后，还是进入了catch(…)语句块，说明前面的代码存在缺陷，需要进一步改正。

（3）在捕捉异常对象时，还可以采用传引用的方式，例如把catch语句写成catch(ExClass& e),这样就可以不必产生异常对象的副本，减少程序的运行开销，提高运行效率。

（4）在抛出异常时，还可以抛出一个指针。当然这种做法并不总是安全的。如果要确保安全，应该将指针指向全局（静态）对象的指针或指向动态申请的空间，或者被抛出的指针在本函数内被捕获。否则，利用一个被抛出的指向已经被销毁的对象指针很危险。如果实在要用，首先，必须保证对象的析构函数不能对对象的内容作损伤性的修改，其次，对象的空间没有被其他新产生的变量覆盖。也就说，尽管对象被释放，但它的有效内容依然保留在栈中。