C++中的throw關鍵字詳解
C++ 異常處理的流程，具體為：
拋出（Throw）--> 檢測（Try） --> 捕獲（Catch）
異常必須顯式地拋出，才能被檢測和捕獲到；如果沒有顯式的拋出，即使有異常也檢測不到。在 C++ 中，我們使用 throw 關鍵字來顯式地拋出異常，它的用法為：
throw exceptionData;
exceptionData 是“異常數據”的意思，它可以包含任意的信息，完全有程序員決定。exceptionData 可以是 int、float、bool 等基本類型，也可以是指針、數組、字符串、結構體、類等聚合類型，請看下面的例子：
char str[] = "http://c.biancheng.net";
char *pstr = str;
class Base{};
Base obj;
throw 100; //int 類型
throw str; //數組類型
throw pstr; //指針類型
throw obj; //對象類型一個動態(tài)數組的例子
C/C++ 規(guī)定，數組一旦定義后，它的長度就不能改變了；換句話說，數組容量不能動態(tài)地增大或者減小。這樣的數組稱為靜態(tài)數組（Static array）。靜態(tài)數組有時候會給編碼代碼不便，我們可以通過自定義的 Array 類來實現(xiàn)動態(tài)數組（Dynamic array）。所謂動態(tài)數組，是指數組容量能夠在使用的過程中隨時增大或減小。
下面這段代碼雖然有點長，但它是一個典型的使用異常的場景，請大家耐心閱讀。
#include <iostream>
#include <cstdlib>
using namespace std;
//自定義的異常類型
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; //獲取具體的錯誤信息
private:
int m_flag; //不同的flag表示不同的錯誤
int m_len; //當前數組的長度
int m_index; //當前使用的數組下標
};
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;
}
}
//實現(xiàn)動態(tài)數組
class Array{
public:
Array();
~Array(){ free(m_p); };
public:
int operator[](int i) const; //獲取數組元素
int push(int ele); //在末尾插入數組元素
int pop(); //在末尾刪除數組元素
int length() const{ return m_len; }; //獲取數組長度
private:
int m_len; //數組長度
int m_capacity; //當前的內存能容納多少個元素
int *m_p; //內存指針
private:
static const int m_stepSize = 50; //每次擴容的步長
};
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 ){ //判斷是否越界
throw OutOfRange(m_len, index); //拋出異常（創(chuàng)建一個匿名對象）
}
return *(m_p + index);
}
int Array::push(int ele){
if(m_len >= m_capacity){ //如果容量不足就擴容
m_capacity += m_stepSize;
m_p = (int*)realloc( m_p, sizeof(int) * m_capacity ); //擴容
}
*(m_p + m_len) = ele;
m_len++;
return m_len-1;
}
int Array::pop(){
if(m_len == 0){
throw OutOfRange(); //拋出異常（創(chuàng)建一個匿名對象）
}
m_len--;
return *(m_p + m_len);
}
//打印數組元素
void printArray(Array &arr){
int len = arr.length();
//判斷數組是否為空
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;
//向數組中添加十個元素
for(int i=0; i<10; i++){
nums.push(i);
}
printArray(nums);
//嘗試訪問第20個元素
try{
cout<<nums[20]<<endl;
}catch(OutOfRange &e){
e.what();
}
//嘗試彈出20個元素
try{
for(int i=0; i<20; i++){
nums.pop();
}
}catch(OutOfRange &e){
e.what();
}
printArray(nums);
return 0;
}運行結果：
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 類實現(xiàn)了動態(tài)數組，它的主要思路是：在創(chuàng)建對象時預先分配出一定長度的內存（通過 malloc() 分配），內存不夠用時就再擴展內存（通過 realloc() 重新分配）。Array 數組只能在尾部一個一個地插入（通過 push() 插入）或刪除（通過 pop() 刪除）元素。我們通過重載過的[ ]運算符來訪問數組元素，如果下標過小或過大，就會拋出異常（第53行代碼）；在拋出異常的同時，我們還記錄了當前數組的長度和要訪問的下標。在使用 pop() 刪除數組元素時，如果當前數組為空，也會拋出錯誤。
throw 用作異常規(guī)范
throw 關鍵字除了可以用在函數體中拋出異常，還可以用在函數頭和函數體之間，指明當前函數能夠拋出的異常類型，這稱為異常規(guī)范（Exception specification），有些教程也稱為異常指示符或異常列表。請看下面的例子：
double func (char param) throw (int);
這條語句聲明了一個名為 func 的函數，它的返回值類型為 double，有一個 char 類型的參數，并且只能拋出 int 類型的異常。如果拋出其他類型的異常，try 將無法捕獲，只能終止程序。如果函數會拋出多種類型的異常，那么可以用逗號隔開：
double func (char param) throw (int, char, exception);
如果函數不會拋出任何異常，那么( )中什么也不寫：
double func (char param) throw ();
如此，func() 函數就不能拋出任何類型的異常了，即使拋出了，try 也檢測不到。
1) 虛函數中的異常規(guī)范
C++ 規(guī)定，派生類虛函數的異常規(guī)范必須與基類虛函數的異常規(guī)范一樣嚴格，或者更嚴格。只有這樣，當通過基類指針（或者引用）調用派生類虛函數時，才能保證不違背基類成員函數的異常規(guī)范。請看下面的例子：
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); //錯！異常規(guī)范不如 throw() 嚴格
int fun2(int) throw(int); //對！有相同的異常規(guī)范
string fun3() throw(string); //對！異常規(guī)范比 throw(int,string) 更嚴格
}2) 異常規(guī)范與函數定義和函數聲明
C++ 規(guī)定，異常規(guī)范在函數聲明和函數定義中必須同時指明，并且要嚴格保持一致，不能更加嚴格或者更加寬松。
請看下面的幾組函數：
//錯！定義中有異常規(guī)范，聲明中沒有
void func1();
void func1() throw(int) { }
//錯！定義和聲明中的異常規(guī)范不一致
void func2() throw(int);
void func2() throw(int, bool) { }
//對！定義和聲明中的異常規(guī)范嚴格一致
void func3() throw(float, char*);
void func3() throw(float, char*) { }請拋棄異常規(guī)范，不要再使用它
異常規(guī)范的初衷是好的，它希望讓程序員看到函數的定義或聲明后，立馬就知道該函數會拋出什么類型的異常，這樣程序員就可以使用 try-catch 來捕獲了。如果沒有異常規(guī)范，程序員必須閱讀函數源碼才能知道函數會拋出什么異常。
不過這有時候也不容易做到。例如，func_outer() 函數可能不會引發(fā)異常，但它調用了另外一個函數 func_inner()，這個函數可能會引發(fā)異常。再如，您編寫的函數調用了老式的庫函數，此時不會引發(fā)異常，但是庫更新以后這個函數卻引發(fā)了異常。總之，異常規(guī)范的初衷實現(xiàn)起來有點困難，所以大家達成的一致意見是，最好不要使用異常規(guī)范。
異常規(guī)范是 C++98 新增的一項功能，但是后來的 C++11 已經將它拋棄了，不再建議使用。
另外，各個編譯器對異常規(guī)范的支持也不一樣，請看下面的代碼：
#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，這段代碼運行到第 7 行時程序會崩潰。雖然 func() 函數中發(fā)生了異常，但是由于 throw 限制了函數只能拋出 char*、exception 類型的異常，所以 try-catch 將捕獲不到異常，只能交給系統(tǒng)處理，終止程序。在 Visual C++ 下，輸出結果為Exception type: int，這說明異常被成功捕獲了。
在 Visual C++ 中使用異常規(guī)范雖然沒有語法錯誤，但是也沒有任何效果，Visual C++ 會直接忽略異常規(guī)范的限制，函數可以拋出任何類型的異常。
以上就是C++中的throw關鍵字詳解的詳細內容，更多關于C++ throw關鍵字的資料請關注腳本之家其它相關文章！
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