异常处理
  增强错误恢复能力是提高代码健壮性的有力的途径之一,C语言中采用的错误处理方法被认为是紧耦合的,函数的使用者必须在非常靠近函数调用的地方编写错误处理代码,这样会使得其变得笨拙和难以使用。C++中引入了异常处理机制,这是C++的主要特征之一,是考虑问题和处理错误的一种更好的方式。使用错误处理可以带来一些优点,如下:
  错误处理代码的编写不再冗长乏味,并且不再和正常的代码混合在一起,程序员只需要编写希望产生的代码,然后在后面某个单独的区段里编写处理错误的嗲吗。多次调用同一个函数,则只需要某个地方编写一次错误处理代码。
  错误不能被忽略,如果一个函数必须向调用者发送一次错误信息。它将抛出一个描述这个错误的对象。
  传统的错误处理和异常处理
  在讨论异常处理之前,我们先谈谈C语言中的传统错误处理方法,这里列举了如下三种:
  · 在函数中返回错误,函数会设置一个全局的错误状态标志。
  · 使用信号来做信号处理系统,在函数中raise信号,通过signal来设置信号处理函数,这种方式耦合度非常高,而且不同的库产生的信号值可能会发生冲突
  · 使用标准C库中的非局部跳转函数 setjmp和longjmp ,这里使用setjmp和longjmp来演示下如何进行错误处理:
#include <iostream>
#include <setjmp.h>
jmp_buf static_buf; //用来存放处理器上下文,用于跳转
void do_jmp()
{
//do something,simetime occurs a little error
//调用longjmp后,会载入static_buf的处理器信息,然后第二个参数作为返回点的setjmp这个函数的返回值
longjmp(static_buf,10);//10是错误码,根据这个错误码来进行相应的处理
}
int main()
{
int ret = 0;
//将处理器信息保存到static_buf中,并返回0,相当于在这里做了一个标记,后面可以跳转过来
if((ret = setjmp(static_buf)) == 0) {
//要执行的代码
do_jmp();
} else { //出现了错误
if (ret == 10)
std::cout << "a little error" << std::endl;
}
}
  错误处理方式看起来耦合度不是很高,正常代码和错误处理的代码分离了,处理处理的代码都汇聚在一起了。但是基于这种局部跳转的方式来处理代码,在C++中却存在很严重的问题,那是对象不能被析构,局部跳转后不会主动去调用已经实例化对象的析构函数。这将导致内存泄露的问题。下面这个例子充分显示了这点
#include <iostream>
#include <csetjmp>
using namespace std;
class base {
public:
base() {
cout << "base construct func call" << endl;
}
~base() {
cout << "~base destruct func call" << endl;
}
};
jmp_buf static_buf;
void test_base() {
base b;
//do something
longjmp(static_buf,47);//进行了跳转,跳转后会发现b无法析构了
}
int main() {
if(setjmp(static_buf) == 0) {
cout << "deal with some thing" << endl;
test_base();
} else {
cout << "catch a error" << endl;
}
}
  在上面这段代码中,只有base类的构造函数会被调用,当longjmp发生了跳转后,b这个实例将不会被析构掉,但是执行流已经无法回到这里,b这个实例将不会被析构。这是局部跳转用在C++中来处理错误的时候带来的一些问题,在C++中异常则不会有这些问题的存在。那么接下来看看如何定义一个异常,以及如何抛出一个异常和捕获异常吧.
  异常的抛出
class MyError {
const char* const data;
public:
MyError(const char* const msg = 0):data(msg)
{
//idle
}
};
void do_error() {
throw MyError("something bad happend");
}
int main()
{
do_error();
}
  上面的例子中,通过throw抛出了一个异常类的实例,这个异常类,可以是任何一个自定义的类,通过实例化传入的参数可以表明发生的错误信息。其实异常是一个带有异常信息的类而已。异常被抛出后,需要被捕获,从而可以从错误中进行恢复,那么接下来看看如何去捕获一个异常吧。在上面这个例子中使用抛出异常的方式来进行错误处理相比与之前使用局部跳转的实现来说,大的不同之处是异常抛出的代码块中,对象会被析构,称之为堆栈反解.
  异常的捕获
  C++中通过catch关键字来捕获异常,捕获异常后可以对异常进行处理,这个处理的语句块称为异常处理器。下面是一个简单的捕获异常的例子:
  try{
  //do something
  throw string("this is exception");
  } catch(const string& e) {
  cout << "catch a exception " << e << endl;
  }
  catch有点像函数,可以有一个参数,throw抛出的异常对象,将会作为参数传递给匹配到到catch,然后进入异常处理器,上面的代码仅仅是展示了抛出一种异常的情况,加入try语句块中有可能会抛出多种异常的,那么该如何处理呢,这里是可以接多个catch语句块的,这将导致引入另外一个问题,那是如何进行匹配。
  异常的匹配
  异常的匹配我认为是符合函数参数匹配的原则的,但是又有些不同,函数匹配的时候存在类型转换,但是异常则不然,在匹配过程中不会做类型的转换,下面的例子说明了这个事实:
  #include <iostream>
  using namespace std;
  int main()
  {
  try{
  throw 'a';
  }catch(int a) {
  cout << "int" << endl;
  }catch(char c) {
  cout << "char" << endl;
  }
  }
  上面的代码的输出结果是char,因为抛出的异常类型是char,所以匹配到了第二个异常处理器。可以发现在匹配过程中没有发生类型的转换。将char转换为int。尽管异常处理器不做类型转换,但是基类可以匹配到派生类这个在函数和异常匹配中都是有效的,但是需要注意catch的形参需要是引用类型或者是指针类型,否则会 导致切割派生类这个问题。
//基类
classBase{
public:
Base(stringmsg):m_msg(msg)
{
}
virtualvoidwhat(){
cout<<m_msg<<endl;
}
voidtest()
{
cout<<"IamaCBase"<<endl;
}
protected:
stringm_msg;
};
//派生类,重新实现了虚函数
classCBase:publicBase
{
public:
CBase(stringmsg):Base(msg)
{
}
voidwhat()
{
cout<<"CBase:"<<m_msg<<endl;
}
};
intmain()
{
try{
//dosomething
//抛出派生类对象
throwCBase("IamaCBaseexception");
}catch(Base&e){//使用基类可以接收
e.what();
}
}
  上面的这段代码可以正常的工作,实际上我们日常编写自己的异常处理函数的时候也是通过继承标准异常来实现字节的自定义异常的,但是如果将Base&换成Base的话,将会导致对象被切割,例如下面这段代码将会编译出错,因为CBase被切割了,导致CBase中的test函数无法被调用。
  try {
  //do some thing
  throw CBase("I am a CBase exception");
  }catch(Base e) {
  e.test();
  }