C++异常概念

特定的时候才发生，不是每一次都发生，每一次都发生那就是代码有问题。
异常是一种处理错误的方式，当一个函数发现自己无法处理的错误时就可以抛出异常，让函数的直接或间接 的调用者处理这个错误。
throw: 当问题出现时，程序会抛出一个异常。这是通过使用 throw 关键字来完成的。 catch: 在您想要处理问题的地方，通过异常处理程序捕获异常.catch 关键字用于捕获异常，可以有多 个catch进行捕获。
try: try 块中的代码标识将被激活的特定异常,它后面通常跟着一个或多个 catch 块。 如果有一个块抛出一个异常，捕获异常的方法会使用 try 和 catch 关键字。try 块中放置可能抛出异常的代 码，try 块中的代码被称为保护代码。使用 try/catch 语句的语法如下所示:

void Testfunc() {
	FILE* pf = fopen("1qwed.txt", "rb");
	if (nullptr == pf)
		throw 1;
	fclose(pf);
	}
int main() {
	//Testfunc(); 如果加了此句代码崩溃
	try
	{
		Testfunc();
	}
	catch (int err)  //按照类型捕获,代码会在捕获的位置继续往下走
	{
		cout << err<<"main" << endl;
	}
	system("pause");
}

再次段代码中我们打开了一个文件，但是这个文件不存在，那么就会fp就会为空，如果文件为空则可以抛出一个异常（throw） 然后再需要捕获的时候用 try 和 catch 进行捕获，值得注意的是捕获的类型应该和所抛出的类型相同，若不相同则会捕获失败
如果一个异常没有进行捕获那么异常就会导致代码崩溃（之后详细讲解）

异常的使用

1）异常的抛出与捕获

1. 异常是通过抛出对象而引发的，该对象的类型决定了应该激活哪个catch的处理代码。
   例如：如果异常抛出是用的 int 类型 而在外部捕获中 捕获函数是用的char类型进行的捕获那么，该错误就不会被捕获到，而代码也就此终止异常继续往外传。
   例如如下代码 再 test2（）中调了 一个有异常的函数Testfunc()，再Testfunc()函数引发异常后返回异常的值之后就结束运行，由打印的结果可以看到cout << “打开成功” << endl;
   该句代码并没有被执行，而再test2（）函数中 异常处理的类型和异常的类型不同，异常再次没有被拦截，而且再catch语句结束后代码也没有被执行直接返回，直到主函数中被拦截。
   结论：一旦发生异常，一层一层的往出穿，而且每到一层，该层的代码就会停下来，并结束（所谓，所到之处寸草不生）

void Testfunc() {
	FILE* pf = fopen("1qwed.txt", "rb");
	if (nullptr == pf)
		throw 1;
	cout << "打开成功" << endl;
	fclose(pf);
}
void test2() {
	int *p = new int[10];
	try
	{
		Testfunc();//里面可能有异常，要对该里面的异常进行捕获
	}
	catch (char err)  
	{
		cout << err << endl;
	}
	cout << "test2" << endl;
	delete[] p;
}
int main() {
	//Testfunc(); 如果加了此句代码崩溃
	try
	{
		Testfunc();
	}
	catch (int err)  //按照类型捕获,代码会在捕获的位置继续往下走
//	catch(char err)  //类型不匹配崩溃
	{
		cout <<"main:" <<err<< endl;
	}
	system("pause");
}

3. 被选中的处理代码是调用链中与该对象类型匹配且离抛出异常位置最近的那一个。
这个很好理解，就像上面的代码如果在 test2（）成功的捕获了异常，那么在主函数中就不会捕获到，就相当于一个精神病患者，从精神病院跑了出来，首先他肯定先从房间里出来，然后再到病房楼下，最后再从大门口跑出去，而如果在出病房的时候就被栏下，那么大门的警卫就不可能拦下了。
4. 抛出异常对象后，会生成一个异常对象的拷贝，因为抛出的异常对象可能是一个临时对象，所以会生成 一个拷贝对象，这个拷贝的临时对象会在被catch以后销毁。（这里的处理类似于函数的传值返回）
就相当函数的返回值一样，创建了一个临时的变量，并且将其返回。很好验证,如果我们创建一个变量打印它的地址，并且让其当做错误返回,捕获的变量和创建的变量的地址不相同的话那么肯定创建了临时变量。例如：

void testc() {
	int a = 10;
	cout << &a << endl;
	throw a;
}
int main() {
	try {
		testc();
	}
 // catch(...)
//	catch (int a)   //该句和下一句意思是一样的，引用可以看完是直接把这个变量直接传过来
	catch(const int& a)//类似返回值 先创建一个对象 然后 在进行返回 
	{                  // 在被catch后，对象被销毁
		cout << &a << endl;
	}
	system("pause");
	return 0;
}

5. catch(…)可以捕获任意类型的异常，问题是不知道异常错误是什么。
该使用方法如下：

	catch (...)  //类型不确定的方式下用这个方法进行捕获
	{
		cout << "未知异常" << endl;
	}

因为异常的错误很多种类型，包括类类型等等，而在使用库函数有时候根本不知道该用什么类型捕获，就用此方法防止程序崩溃。

2）在函数调用链中异常展开匹配原则

1. 首先检查throw本身是否在try块内部，如果是再查找匹配的catch语句。如果有匹配的，则调到catch 的地方进行处理。
   例如：该段代码直接就会自己捕获自己的异常

void Testfunc() {
	try {
		FILE* pf = fopen("1qwed.txt", "rb");
		if (nullptr == pf)
			throw 1;
		cout << "打开成功" << endl;
		fclose(pf);
	}
	catch (int i)
	{
		cout << "发生异常" << endl;
	}
}

2. 没有匹配的catch则退出当前函数栈，继续在调用函数的栈中进行查找匹配的catch。
   就相当于返回到调用者的地方继续进行寻找，如果没有则继续往上返（所到之处，寸草不生，全部结束）直到被捕获，容main中都没有捕获那么操作系统就捕获，操作系统看到了，那就不管你是啥了，直接让你崩溃就行。
3. 如果到达main函数的栈，依旧没有匹配的，则终止程序。上述这个沿着调用链查找匹配的catch子句的 过程称为栈展开。所以实际中我们最后都要加一个catch(…)捕获任意类型的异常，否则当有异常没捕 获，程序就会直接终止。
4. 找到匹配的catch子句并处理以后，会继续沿着catch子句后面继续执行。

3）异常的重新抛出
因为 异常“ 所到之处，寸草不生 ”全部都得停止，而如果一个函数在之前已经创建了资源，那么直接中断就会导致资源泄露，此时应先捕获异常，然后在将其往外继续传：

void test2() {
	int *p = new int[10];	
	
	//Testfunc抛出的异常类型不知道
	//而且若不处理代码会崩溃，之后会内存泄露
	try {
		Testfunc();//里面可能有异常，要对该里面的异常进行捕获
	}
	catch (...)    //进行捕获并且再往出抛,主要目的是为了释放资源等等
		           //相当于上一个异常继续往出抛 在主函数中用 int就可以接收
	{
		delete[] p;  //在结束之前，释放资源
		throw;   // 重新抛出
	}		
}
int main() {
	try {
		test2();
	}
	catch (int err)
	{
		cout << err<< endl;  
	}
	system("pause");
	return 0;
}

异常安全

1.构造函数完成对象的构造和初始化，最好不要在构造函数中抛出异常，否则可能导致对象不完整或没有 完全初始化
2.析构函数主要完成资源的清理，最好不要在析构函数内抛出异常，否则可能导致资源泄漏(内存泄漏、句 柄未关闭等)
C++中异常经常会导致资源泄漏的问题，比如在new和delete中抛出了异常，导致内存泄漏，在lock和 unlock之间抛出了异常导致死锁，C++经常使用RAII（智能指针）来解决以上问题（两个线程同时创建一个资源（共享资源），而如果CUP是多核心的那么就可能申请两次，一般用线程锁解决，但是如果加锁后发生了异常，例如new空间申请失败，如果没有进行解锁那么就会造成死锁的问题）new 空间申请成功返回 空间首地址 ，如果失败抛出异常 bad_alloc

异常规范

因为在一个工程中可能由很多种类型，而每个人都有自己的想法，那么每个人都可能有自己的方式传着异常，如果这样很麻烦。

1. 异常规格说明的目的是为了让函数使用者知道该函数可能抛出的异常有哪些。 可以在函数的后面接 throw(类型)，列出这个函数可能抛掷的所有异常类型。
   void fun() throw(); void fun1() throw(int, char);
2. 函数的后面接throw()，表示函数不抛异常。
3. 若无异常接口声明，则此函数可以抛掷任何类型的异常。

异常的优缺点

C++异常的优点：

1. 异常对象定义好了，相比错误码的方式可以清晰准确的展示出错误的各种信息，甚至可以包含堆栈调用 的信息，这样可以帮助更好的定位程序的bug。
2. 返回错误码的传统方式有个很大的问题就是，在函数调用链中，深层的函数返回了错误，那么我们得层层返回错误，最外层才能拿到错误，而在中间一部错误则错误就可能丢失。
3. 很多的第三方库都包含异常，比如boost、gtest、gmock等等常用的库，那么我们使用它们也需要使用 异常。
4. 很多测试框架都使用异常，这样能更好的使用单元测试等进行白盒的测试。
5. 部分函数使用异常更好处理，比如构造函数没有返回值，不方便使用错误码方式处理。比如T& operator这样的函数，如果pos越界了只能使用异常或者终止程序处理，没办法通过返回值表示错误。assert再bug版本下可以容易发现在那些地方发生了错误，而在发布工程的时候，就没有seeert这语句。所以用异常更加方便。

异常的缺点

1. 异常会导致程序的执行流乱跳，并且非常的混乱，并且是运行时出错抛异常就会乱跳。这会导致我们跟 踪调试时以及分析程序时，比较困难。
2. 异常会有一些性能的开销。当然在现代硬件速度很快的情况下，这个影响基本忽略不计。
3. C++没有垃圾回收机制，资源需要自己管理。有了异常非常容易导致内存泄漏、死锁等异常安全问题。 这个需要使用RAII来处理资源的管理问题。学习成本较高。
4. C++标准库的异常体系定义得不好，导致大家各自定义各自的异常体系，非常的混乱。
5. 异常尽量规范使用，否则后果不堪设想，随意抛异常，外层捕获的用户苦不堪言。所以异常规范有两 点：一、抛出异常类型都继承自一个基类。二、函数是否抛异常、抛什么异常，都使用 func（） throw();的方式规范化。