C++异常处理

异常的抛出

在C++中，通过throw一个表达式来引发异常，被抛出的表达式的类型以及当前的调用链共同决定了哪段处理代码(handler)被用来处理异常。被选中的处理代码是在调用链中与抛出对象类型匹配的最近的处理代码。

执行throw时，throw后面的语句不会再执行，转而去执行与之匹配的catch块，该catch块可能是同一个函数，也可能位于调用了发生异常的函数的另一个函数中。

C++没有finally，只有Windows下的__finally。

栈展开

当throw时，首先会检查是否位于try块中，是的话检查与try关联的catch块，如果找到了匹配的catch块，就使用该catch处理异常，找不到则检查外层try块是否有匹配的catch块，还是找不到则检查调用当前函数的外层函数是否有匹配的catch块，如果一直找不到，程序将退出，这个过程被称为栈展开。

在栈展开过程中，位于调用链上的语句块有可能提前退出，编译器将负责确保在这些语句块中创建的局部对象能正确释放。

由于在栈展开过程中出于释放局部对象可能调用析构函数的考虑，析构函数不应该抛出不能被它自身处理的异常，换句话说，如果析构函数需要执行某个可能抛出异常的操作，则该操作应该被放置在try块中自己处理掉。标准库类型一般都能确保它们的析构函数不会引发异常。

栈展开退出某个块或者函数时，会同时释放局部对象，因此throw不能抛出一个指向局部对象的指针。

执行完catch块后，会找到与try块关联的最后一个catch块之后的点继续执行。

未处理的异常

如果找不到处理异常的代码，程序会调用terminate，terminate会调用abort退出程序，你可以通过set_terminate执行其它操作而不是调用abort。

void terminateHandler() {
    std::cout << "terminateHandler was called by terminate." << std::endl;
    system("pause");
    exit(-1);
}

int main()
{
    set_terminate(terminateHandler);
    throw std::exception();
    system("pause");
    return 0;
}

捕获异常

catch(params list)子句用来捕获异常，如果catch无需访问异常对象，则我们可以忽略形参名。声明的类型决定了处理代码所能捕获的异常类型(使用catch(...)能捕获所有异常)，这个类型必须是完全类型(不能只声明，不定义)，可以是左值引用，但不能是右值引用。如果参数是引用类型，则该参数是异常对象的一个别名，反之该参数是异常对象的一个副本。为避免不必要的异常对象复制和对象切片， catch 子句的最佳实践是按引用捕捉。

异常类型也能是基本类型，例如int，char*

int errorFunc()
{
    try{
        throw "error";
    }
    catch (const char* errorStr){
        std::cout << errorStr << std::endl;
    }
    return 0;
}

int main()
{
    errorFunc();
    system("pause");
    return 0;
}

由于只有第一个与异常匹配的catch块会被执行，所以越是专门的catch块越应该置于整个catch列表的前端，派生类异常的处理代码应该出现基类异常处理代码之前。

有时一个单独的catch块不能完整地处理异常，这个时候可以让调用链上更上一层的函数接着处理异常，方法是在catch块中执行throw;(不包含任何表达式)。如果在throw前修改了参数，则只有当参数是引用类型时，我们对参数所做的改变才会被保留并继续传播。

处理构造函数初始值列表抛出的异常

由于初始值列表抛出异常时，函数体内的try语句块还未生效，所以我们必须把构造函数写成函数try语句块，代码如下：

class Person
{
public:
    int height_;
    Person() try :height_(10)
    {
        //...
    }
    catch (...) {

    }
};

noexcept说明符

在C++11中，我们可以通过noexcept说明某个函数不会抛出异常，形式是关键字noexcept紧跟在函数的参数列表后面。

void func1() noexcept;//不会抛出异常
void func2()//可能抛出异常

noexcept说明符要么出现在函数的所有声明和定义语句中，要么一次也不出现。我们也可以在函数指针的声明和定义中指定noexcept。在typedef或类型别名中不能出现noexcept。在成员函数中，noexcept说明符需要跟在const及引用限定符之后，而在final，override或虚函数的=0之前。

如果一个函数抛出了异常，但是又有noexcept说明符，编译器并不会报错，只是警告而已。一旦一个noexcept函数抛出了异常，程序就会调用terminate以确保遵守不在运行时抛出异常的承诺。因此noexcept用于两种情况下，一种是我们确认函数不会抛出异常，二是我们根本不知道如何处理该异常。

noexcept说明符接受一个可选的实参，该实参必须能转换为bool类型，如果实参为true，则不会抛出异常。

void func1() noexcept(true);//不会抛出异常
void func2() noexcept(false);//可能抛出异常

noexcept运算符

noexcept运算符经常与noexcept说明符的实参混合使用，noexcept(function(...))是一个一元运算符，它的返回值是一个bool类型的右值表达式，用于表达给定的表达式是否会抛出异常。

void func1() noexcept(true);//不会抛出异常
void func2() noexcept(noexcept(func1()));//不会抛出异常

noexcept与函数指针，虚函数和拷贝控制

函数指针以及该指针所指的函数必须具有一致的异常说明，如果某个函数指针做了不抛出异常的声明，那么该指针只能指向不抛出异常的函数，相反的如果函数指针说明了可能抛出异常，则该指针可以指向任何函数。

如果一个虚函数说明它不会抛出异常，则派生类的虚函数也必须做出同样的说明，相反虚函数说明了可能抛出异常，派生类对应的函数既可以允许抛出异常也可以不允许。

当编译器合成拷贝控制成员时，同时也生成一个异常说明，如果对所有成员和基类都说明了不会抛出异常，则合成的成员是noexcept，如果合成成员调用的任意一个函数可能抛出异常，则合成的成员是noexcept(false)。如果我们定义了一个析构函数，但是没有为它提供异常说明，编译器将合成一个。

标准库异常类

标准库所生成的所有异常继承自 std::exception。

捕获系统异常

C++标准只要求try catch捕获throw出来的异常，并不要求捕获系统异常(如被0除，段错误，CPU异常等)。从C++层面来说，不要期望try, catch能捕获系统异常。不同操作系统有不同的方法捕捉系统异常。

errorFunc()捕捉不到系统异常，代码如下：

int errorFunc()
{
    int p = 0;
    try{
        return *(int*)(p);
    }
    catch (...){
        std::cout << "catch error" << std::endl;
    }
}

int main()
{
    errorFunc();
    system("pause");
    return 0;
}

Windows下可以使用SEH捕捉系统异常，Windows下try catch也是基于SEH实现的。

int errorFunc()
{
    int p = 0;
    __try {
        return *(int*)(p);
    }
    __except(EXCEPTION_EXECUTE_HANDLER){
        std::cout << "catch error" << std::endl;
    }
}

int main()
{
    errorFunc();
    system("pause");
    return 0;
}