C++异常处理

Question

我在编写代码时发现，除了语法、类型和其他编译时错误外，C++不会抛出任何其他异常。因此，我决定用一个非常简单的程序来测试一下：

#include<iostream>

int main() {
    std::count<<5/0<<std::endl;
return 1
}

当我使用g++编译它时，g++警告我正在除以0。但它仍然编译了代码。然后当我运行它时，它打印出一个非常大的任意数字。我的问题是，C++是如何处理异常的？整数除以0应该是抛出异常并终止程序的一个非常微不足道的例子。我是否需要在try块中包含整个程序，然后捕获某些异常？我知道在Python中，当抛出异常时，程序会立即终止并打印出错误。C++会做什么？甚至有停止执行和杀死程序的运行时异常吗？

- user1413793

Answer 1

在运行时会出现异常，但并非所有的“错误”都会导致抛出运行时异常。例如，访问数组越界或解引用 null 指针只是“未定义行为”，意味着任何事情都可能发生。除以零也属于“未定义”类别。

某些操作结果出现“未定义行为”而不是异常的原因在于效率。假设访问越界的数组需要抛出异常。那么编译器必须为每个数组访问生成代码来检查是否越界，如果越界，则抛出异常。这是很多检查，其中大部分都是不必要的。相反，编译器所做的就是仅生成元素访问的指令，假设它在边界内。如果它恰好超出了边界，那么无论发生什么（比如段错误）都会发生。如果您希望执行检查，可以始终明确编写代码。

这使得 C++ 比那些总是进行检查的语言（例如 Java 或 Python）更加强大，因为您可以选择何时进行检查，何时不进行检查。（另一方面，这使得 C++ 比 Java 或 Python 更不安全。这是一个权衡）

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至于当抛出异常但没有在任何地方捕获时会发生什么，通常编译器实现会打印一个包含异常的 what() 的错误消息。在您的例子中，这不适用，因为没有抛出运行时异常。

- HighCommander4

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谢谢，这很有道理。那么另一个问题是，如果我使用std::cerr而不是std::cout，会抛出异常还是只是打印到错误流中？如果我创建自己的异常（比如说foo），并在我的代码中使用throw foo，那么我的程序会立即被终止并打印出foo.what()吗？还是我必须明确告诉C++去这样做？ - user1413793

如果你写入 std::cerr，它将简单地打印到错误流。你可以通过命令行重定向将输出流和错误流发送到不同的位置（> vs 2>）。如果你throw一个异常，并且你没有在任何地方捕获它，程序将立即终止并打印一个错误消息。（更准确地说，将调用一个名为 std::terminate 的函数，其默认行为是终止程序并打印异常的消息。如果你感兴趣，可以通过调用 std::set_terminate 来覆盖这种行为。） - HighCommander4

Answer 2

是的，有运行时异常。一个例子是out_of_range，它由vector::at抛出。

然而，除以零是未定义的（C++0x §5.6/4）：

如果除法或模运算的第二个操作数为零，则行为未定义。

因此，它可能无法编译，抛出一个虚构的异常，打印“一些非常大的任意数字”或者导致段错误。

- Matthew Flaschen

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好的，谢谢！我只是有点困惑，因为其他语言会抛出异常，但这很有道理 :) - user1413793

Answer 3

C++只会抛出标准异常，在C++标准中有明确定义。（是的，它包括一些运行时异常）

一个整数除以零不是标准的C++异常（严格来说是未定义行为）。因此，没有隐式异常被抛出。某些编译器可能会将运行时错误映射到某种异常上（您需要查阅编译器文档以了解此信息，某些编译器将除以零映射为某种异常），如果是这样，您可以捕获该特定异常。但是，请注意，这不是可移植的行为，不适用于所有编译器。

最好的方法是自己检查错误条件（除数等于零），并在这种情况下显式地抛出异常。

编辑：回答评论

class A
{
    public:
         void f()
         {
             int x;
             //For illustration only
             int a = 0;
             if(a == 0)
                  throw std::runtime_error( "Divide by zero Exception"); 
             x=1/a;
         }

         A()
         {
              try
              {
                   f();
              }
              catch(const std::runtime_error& e)
              {
                   cout << "Exception caught\n";
                   cout << e.what(); 
              }
         }
 };     

- Alok Save

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抛出异常会导致程序终止并打印出异常吗？还是我必须捕获异常并明确告诉C++该怎么做？ - user1413793

@user1413793：已更新答案。您需要捕获异常并决定如何处理它。 - Alok Save

Answer 4

Visual C++ 正确地将其标记为除以零错误。因此，如果它无法编译，则无法运行。

- Superman