在C++中实现自定义异常处理机制-猿码集

1. 异常处理机制介绍

在C++编程中，异常处理是一种重要的编程技术，可以帮助我们更好地处理程序中出现的异常情况，使得程序具有更好的稳定性和可靠性。在C++中，如果发生了异常，程序将会抛出一个异常对象，即异常实例的拷贝，这时需要使用异常处理器将异常捕获并进行处理。一般来说，异常处理器是由try、catch和throw 语句实现的。

最常用的C++标准异常类包括std::bad_alloc（内存分配失败）、std::logic_error（逻辑错误）、std::runtime_error（运行时错误）等等。这些标准异常类可以作为子类来自定义自己的异常类，用于处理各种异常情况，提高程序的可读性和健壮性。

2. 自定义异常处理机制实现步骤

在C++中，通过定义异常类实现自定义异常处理机制有以下步骤：

2.1 定义异常类

用户可以通过继承std::exception或者其派生类，来实现自定义的异常类。下面是一个简单的自定义异常类的实现：


class MyException : public std::exception {
public:
  const char * what () const throw () {
    return "My Exception happened";
  }
};

这里，我们创建了一个名为MyException的自定义异常类型，继承了std::exception类，实现了自己的what()函数。在该函数中，我们返回一个C风格的错误信息："My Exception happened"，用于在异常处理器中指明该异常的信息。

2.2 抛出异常

使用throw语句来抛出异常对象，代码如下：


void function() {
  if (some_condition) {
    throw MyException();
  }
}

在function()函数中，如果满足某种特定的条件，则会抛出MyException类型的异常。当异常被抛出时，程序会找到最近的异常处理器，并将异常对象传递给该处理器进行处理。

2.3 捕获异常

使用catch语句来捕获相应的异常，代码如下：


try {
  // some code that may throw an exception
} catch (MyException& e) {
  std::cout << "Exception caught: " << e.what() << std::endl;
}

在上面的代码中，我们使用try语句块来包含可能会抛出异常的代码。当异常被抛出时，catch语句会捕获该异常，并将其传递给一个名为e的MyException对象。接着，我们可以通过调用e.what()函数来获得异常的相关信息并进行输出。

3. 自定义异常处理机制示例

下面我们来看一个自定义异常处理机制的示例程序，该程序用于模拟一个简单的矩阵类。

3.1 定义矩阵类


class Matrix {
public:
  Matrix(int rows, int cols) : rows_(rows), cols_(cols) {
    data_ = new double[rows * cols];
  }
  ~Matrix() {
    delete[] data_;
  }
  double& at(int i, int j) {
    if (i < 0 || i >= rows_ || j < 0 || j >= cols_) {
      throw OutOfRangeException();
    }
    return data_[i * cols_ + j];
  }
private:
  int rows_;
  int cols_;
  double* data_;
};

在上面的矩阵类中，我们定义了一个名为OutOfRangeException的自定义异常类，用于处理矩阵访问越界的情况。另外，我们还实现了at()函数，该函数用于访问矩阵中的某个元素，如果访问越界，则会抛出一个OutOfRange异常。

3.2 定义异常类


class OutOfRangeException : public std::exception {
public:
  const char* what() const throw() {
    return "Matrix out of range exception";
  }
};

在上面的代码中，我们实现了自己的OutOfRange异常类型，用于处理访问矩阵越界的情况。其what()函数返回一个C风格的异常信息字符串："Matrix out of range exception"。

3.3 使用自定义异常处理机制


int main() {
  try {
    Matrix A(2, 3);
    A.at(2, 1) = 1.0;  // OutOfRangeException will be thrown here
  } catch (std::exception& e) {
    std::cout << "Exception caught: " << e.what() << std::endl;
  }
  return 0;
}

在上面的代码中，我们创建了一个2x3的矩阵A，并试图访问A的第3行第2列元素，由于矩阵索引从0开始，因此该访问越界，OutOfRange异常将会被抛出。接着，我们通过捕获std::exception&类型的异常e并调用e.what()函数来获得异常信息并输出到屏幕上。

4. 总结

C++中的异常处理机制是一种非常重要的编程技术，它可以提高程序的稳定性和可靠性。通过继承std::exception或其派生类，我们可以方便地自定义异常类型，并通过throw、try、catch等语句来实现自定义异常处理机制。在实际编程中，建议尽量使用标准异常类和自定义异常类，以使程序具有更好的可读性和可维护性。

在C++中实现自定义异常处理机制