使用多态异常类型可提升C++程序的错误处理能力。通过继承std::exception定义异常体系,重写what()方法,派生类携带具体信息,值抛出、引用捕获,避免对象切片。关键点:异常类析构函数应为虚函数,按const基类引用捕获,先捕获具体类型再捕获基类,结合RaiI管理资源,构造函数中通过抛出多态异常传递初始化失败原因,确保拷贝语义安全,推荐throw临时对象。正确示例:throw FileOpenException(); catch(const BaseException& e)。
在C++中,异常处理与多态对象的结合使用是构建健壮、可维护程序的重要手段。合理利用这两者,可以提升错误传递的清晰度和类型安全性。核心在于使用多态的异常类型,配合虚函数机制,实现异常对象的正确捕获与处理。
使用继承体系定义异常类型
通过定义一个基类异常,派生出多种具体异常类型,形成异常类的继承体系。这样可以在抛出异常时体现语义层次,同时在捕获时利用多态特性统一处理。
- 定义一个继承自 std::exception 的基类,重写 what() 方法
- 派生类可携带额外错误信息,如错误码、上下文等
- 抛出派生类对象时,应通过值抛出,引用捕获
示例:
class BaseException : public std::exception { public: virtual const char* what() const noexcept override { return "Base exception occurred"; } }; <p>class FileOpenException : public BaseException { public: const char* what() const noexcept override { return "Failed to open file"; } };</p>
按引用捕获异常
捕获异常时必须使用引用来避免对象 slicing。若按值捕获基类,派生类中的额外信息将丢失,破坏多态性。
立即学习“C++免费学习笔记(深入)”;
- 始终使用 const BaseException& 形式捕获基类异常
- 先捕获具体异常类型,再捕获基类,防止派生类被提前匹配
- 确保基类的析构函数为虚函数,以便正确调用派生类析构
正确写法:
try { throw FileOpenException(); } catch (const BaseException& e) { std::cout << e.what() << std::endl; }
异常对象的生命周期管理
throw 表达式会复制异常对象,因此异常类应具备正确的拷贝语义。若需管理资源,应使用 RAII 技术。
- 异常类尽量避免持有动态资源,或使用智能指针托管
- 确保拷贝构造函数和赋值操作安全
- 不要抛出局部对象的指针或引用
抛出时推荐直接 throw 临时对象,由系统处理复制:
throw FileOpenException(); // OK
与 RAII 和构造函数结合
构造函数中若发生错误,只能通过异常传递。结合多态异常,可清晰表达初始化失败的原因。
例如,在对象构造过程中检测到不同类型的资源初始化失败,可抛出对应的派生异常,调用方根据异常类型做出响应。
这种模式在工厂函数、资源管理类中尤为常见,能有效分离错误处理逻辑。
基本上就这些。关键是构建清晰的异常继承结构,按引用捕获,确保异常对象安全传递。不复杂但容易忽略细节。