C++异常类型以及多级catch匹配

发布时间：2022-07-05 10:09 所属栏目：51 来源：互联网

导读：先来回顾一下上节讲到的 try-catch 的用法： try{ // 可能抛出异常的语句 }catch(exceptionType variable){ // 处理异常的语句 } 我们还遗留下一个问题，就是 catch 关键字后边的exceptionType variable，这节就来详细分析一下。 exceptionType是异常类型，

　　先来回顾一下上节讲到的 try-catch 的用法：
　　try{
　　 // 可能抛出异常的语句
　　}catch(exceptionType variable){
　　 // 处理异常的语句
　　}

　　我们还遗留下一个问题，就是 catch 关键字后边的exceptionType variable，这节就来详细分析一下。

　　exceptionType是异常类型，它指明了当前的 catch 可以处理什么类型的异常；variable是一个变量，用来接收异常信息。当程序抛出异常时，会创建一份数据，这份数据包含了错误信息，程序员可以根据这些信息来判断到底出了什么问题，接下来怎么处理。

　　异常既然是一份数据，那么就应该有数据类型。C++ 规定，异常类型可以是 int、char、float、bool 等基本类型，也可以是指针、数组、字符串、结构体、类等聚合类型。C++ 语言本身以及标准库中的函数抛出的异常，都是 exception 类或其子类的异常。也就是说，抛出异常时，会创建一个 exception 类或其子类的对象。

　　exceptionType variable和函数的形参非常类似，当异常发生后，会将异常数据传递给 variable 这个变量，这和函数传参的过程类似。当然，只有跟 exceptionType 类型匹配的异常数据才会被传递给 variable，否则 catch 不会接收这份异常数据，也不会执行 catch 块中的语句。换句话说，catch 不会处理当前的异常。

　　我们可以将 catch 看做一个没有返回值的函数，当异常发生后 catch 会被调用，并且会接收实参（异常数据）。

　　但是 catch 和真正的函数调用又有区别：
　　真正的函数调用，形参和实参的类型必须要匹配，或者可以自动转换，否则在编译阶段就报错了。
　　而对于 catch，异常是在运行阶段产生的，它可以是任何类型，没法提前预测，所以不能在编译阶段判断类型是否正确，只能等到程序运行后，真的抛出异常了，再将异常类型和 catch 能处理的类型进行匹配，匹配成功的话就“调用”当前的 catch，否则就忽略当前的 catch。

　　总起来说，catch 和真正的函数调用相比，多了一个「在运行阶段将实参和形参匹配」的过程。

　　另外需要注意的是，如果不希望 catch 处理异常数据，也可以将 variable 省略掉，也即写作：
　　try{
　　    // 可能抛出异常的语句
　　}catch(exceptionType){
　　    // 处理异常的语句
　　}

　　这样只会将异常类型和 catch 所能处理的类型进行匹配，不会传递异常数据了。
　　多级 catch
　　前面的例子中，一个 try 对应一个 catch，这只是最简单的形式。其实，一个 try 后面可以跟多个 catch：
　　try{
　　    //可能抛出异常的语句
　　}catch (exception_type_1 e){
　　    //处理异常的语句
　　}catch (exception_type_2 e){
　　    //处理异常的语句
　　}
　　//其他的catch
　　catch (exception_type_n e){
　　    //处理异常的语句
　　}
　　当异常发生时，程序会按照从上到下的顺序，将异常类型和 catch 所能接收的类型逐个匹配。一旦找到类型匹配的 catch 就停止检索，并将异常交给当前的 catch 处理（其他的 catch 不会被执行）。如果最终也没有找到匹配的 catch，就只能交给系统处理，终止程序的运行。

　　下面的例子演示了多级 catch 的使用：
　　#include <iostream>
　　#include <string>
　　using namespace std;
　　class Base{ };
　　class Derived: public Base{ };
　　int main(){
　　    try{
　　        throw Derived(); //抛出自己的异常类型，实际上是创建一个Derived类型的匿名对象
　　        cout<<"This statement will not be executed."<<endl;
　　    }catch(int){
　　        cout<<"Exception type: int"<<endl;
　　    }catch(char *){
　　        cout<<"Exception type: cahr *"<<endl;
　　    }catch(Base){ //匹配成功（向上转型）
　　        cout<<"Exception type: Base"<<endl;
　　    }catch(Derived){
　　        cout<<"Exception type: Derived"<<endl;
　　    }
　　    return 0;
　　}
　　运行结果：
　　Exception type: Base
　　在 catch 中，我们只给出了异常类型，没有给出接收异常信息的变量。
　　本例中，我们定义了一个基类 Base，又从 Base 派生类出了 Derived。抛出异常时，我们创建了一个 Derived 类的匿名对象，也就是说，异常的类型是 Derived。

　　我们期望的是，异常被catch(Derived)捕获，但是从输出结果可以看出，异常提前被catch(Base)捕获了，这说明 catch 在匹配异常类型时发生了向上转型（Upcasting）。
　　catch 在匹配过程中的类型转换
　　C/C++ 中存在多种多样的类型转换，以普通函数（非模板函数）为例，发生函数调用时，如果实参和形参的类型不是严格匹配，那么会将实参的类型进行适当的转换，以适应形参的类型，这些转换包括：
　　算数转换：例如 int 转换为 float，char 转换为 int，double 转换为 int 等。
　　向上转型：也就是派生类向基类的转换，请猛击《C++向上转型（将派生类赋值给基类）》了解详情。
　　const 转换：也即将非 const 类型转换为 const 类型，例如将 char * 转换为 const char *。
　　数组或函数指针转换：如果函数形参不是引用类型，那么数组名会转换为数组指针，函数名也会转换为函数指针。
　　用户自定的类型转换。

　　catch 在匹配异常类型的过程中，也会进行类型转换，但是这种转换受到了更多的限制，仅能进行「向上转型」、「const 转换」和「数组或函数指针转换」，其他的都不能应用于 catch。

　　向上转型在上面的例子中已经发生了，下面的例子演示了 const 转换以及数组和指针的转换：
　　#include <iostream>
　　using namespace std;
　　int main(){
　　    int nums[] = {1, 2, 3};
　　    try{
　　        throw nums;
　　        cout<<"This statement will not be executed."<<endl;
　　    }catch(const int *){
　　        cout<<"Exception type: const int *"<<endl;
　　    }
　　    return 0;
　　}
　　运行结果：
　　Exception type: const int *

　　nums 本来的类型是int [3]，但是 catch 中没有严格匹配的类型，所以先转换为int *，再转换为const int *。
　　数组也是一种类型，数组并不等价于指针，这点已在《数组和指针绝不等价，数组是另外一种类型》和《数组到底在什么时候会转换为指针》中进行了详细讲解。

（编辑：ASP站长网）