C++函数抛出异常用于通知调用者无法处理的错误，通过throw抛出，由try…catch捕获处理；应避免使用已弃用的异常说明符throw(…)，优先使用noexcept声明不抛异常的函数，抛出异常时应使用继承std::exception的自定义类型以传递详细信息，结合RAII确保异常安全，析构函数中禁止抛出异常，异常适用于严重错误而非正常流程控制，需权衡性能开销与代码健壮性。
C++函数抛出异常是为了通知调用者函数执行过程中遇到了无法处理的错误。这是一种结构化的错误处理机制，允许程序在运行时优雅地处理异常情况，而不是直接崩溃。
函数通过
throw
关键字抛出异常。调用者可以使用
try...catch
块来捕获并处理这些异常。
C++函数中抛出异常的方式和处理策略
异常说明符：要不要用？
在C++11之前，你可以使用异常说明符（
throw(...)
）来声明一个函数可能抛出的异常类型。但现在，强烈建议避免使用它们。为什么？因为它们在实践中并没有提供太多的好处，反而增加了代码的复杂性。更糟糕的是，如果一个函数抛出了一个在其异常说明符中未声明的异常，程序会调用
std::unexpected
，默认情况下会导致程序终止。这反而限制了程序的灵活性。
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相反，让函数自由地抛出任何类型的异常，然后在调用者那里进行适当的处理，通常是更好的选择。
抛出异常的最佳实践
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抛出有意义的异常类型： 不要仅仅抛出
int
或
char*
。创建自定义的异常类，继承自
std::exception
或其子类，这样可以携带更多关于错误的信息。例如：
#include <iostream> #include <exception> #include <string> class MyException : public std::exception { private: std::string message; public: MyException(const std::string& msg) : message(msg) {} const char* what() const noexcept override { return message.c_str(); } }; int divide(int a, int b) { if (b == 0) { throw MyException("Division by zero is not allowed."); } return a / b; } int main() { try { int result = divide(10, 0); std::cout << "Result: " << result << std::endl; } catch (const MyException& e) { std::cerr << "Caught an exception: " << e.what() << std::endl; return 1; } catch (const std::exception& e) { std::cerr << "Caught a standard exception: " << e.what() << std::endl; return 1; } catch (...) { std::cerr << "Caught an unknown exception." << std::endl; return 1; } return 0; }
这个例子展示了如何创建一个自定义的异常类
MyException
，它继承自
std::exception
。这个异常类携带了一个描述错误信息的字符串。在
divide
函数中，如果除数为零，就抛出一个
MyException
实例。在
main
函数中，我们使用
try...catch
块来捕获这个异常，并打印错误信息。
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保持异常安全： 当函数抛出异常时，确保程序的状态保持一致。这意味着要避免资源泄漏，并确保对象的状态不会损坏。使用RAII（Resource Acquisition Is Initialization）原则，利用对象的析构函数来自动释放资源，可以有效地实现异常安全。
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避免在析构函数中抛出异常： 析构函数应该永远不要抛出异常。如果析构函数抛出异常，而此时又有另一个异常处于活动状态，程序会立即终止。可以使用
noexcept
说明符来保证析构函数不会抛出异常。
什么时候应该抛出异常？
这是一个值得思考的问题。通常，你应该在函数遇到无法处理的错误时抛出异常。这些错误可能包括：
- 无效的参数
- 资源分配失败
- 文件打开失败
- 网络连接中断
但是，如果错误是函数正常行为的一部分，比如在查找表中找不到某个键，那么返回一个错误码或使用
std::optional
可能更合适。
异常处理的开销
异常处理是有开销的。当一个异常被抛出时，程序需要搜索调用栈来找到合适的
catch
块。这个过程可能会比较耗时。因此，不要过度使用异常。只在真正需要的时候才抛出异常。
另外，现代C++编译器对异常处理的实现进行了优化，使得在没有异常抛出时，异常处理的开销非常小。所以，不要因为担心性能问题而完全避免使用异常。
noexcept 说明符：何时使用？
noexcept
说明符用于声明一个函数不会抛出异常。这可以帮助编译器进行优化，并提供更强的异常安全保证。
但是，不要滥用
noexcept
。只有当你确信一个函数永远不会抛出异常时，才应该使用
noexcept
。例如，移动构造函数和移动赋值运算符通常应该声明为
noexcept
。
异常规范 vs noexcept
虽然异常规范（
throw(...)
）已经被弃用，但
noexcept
说明符仍然非常有用。
noexcept
提供了一种更简洁、更可靠的方式来声明一个函数不会抛出异常。
总结
异常处理是C++中一种重要的错误处理机制。通过合理地使用异常，可以编写出更健壮、更可靠的程序。但是，也要注意异常处理的开销，并避免过度使用异常。记住，选择合适的错误处理方式取决于具体的应用场景。没有银弹，只有权衡。
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