C/C++基础知识复习（20）

1) C++ 中的异常处理机制

C++ 中的异常处理机制通过 try、catch 和 throw 关键字来实现。这三部分共同工作，以便在程序发生错误时进行处理，确保程序的健壮性。

• throw：用于抛出异常。当某个函数中发生错误时，使用 throw 抛出一个异常对象，表示发生了异常情况。
• try：用于标记一个可能发生异常的代码块。在 try 块中，程序执行的代码如果发生异常，程序会跳转到对应的 catch 块处理异常。
• catch：用于捕捉并处理异常。当异常被抛出时，程序会跳转到匹配的 catch 块，并执行其中的代码。

示例：

#include <iostream> 
#include <stdexcept> // 包含标准异常类 
void mayThrowException(int x) {
 if (x == 0) 
{ 
throw std::invalid_argument("x不能为零"); 
} 
std::cout << "x的值是: " << x << std::endl; 
} 
int main() 
{
 try { mayThrowException(0); 
} catch (const std::exception& e) { 
std::cout << "发生异常: " << e.what() << std::endl; 
} 
return 0; 
}

在这个例子中，当 mayThrowException(0) 被调用时，throw 抛出一个异常，并被 catch 块捕获和处理。

2) 什么情况下应该使用异常处理？异常处理的优缺点是什么？

使用异常处理的情况：

• 错误不可避免或不可预见：如果程序的执行过程中可能出现无法预料的错误或异常情况（如网络连接失败、文件打开失败等），可以通过异常处理来管理这些错误，而不是依赖返回值或状态码。
• 错误处理与正常流程分离：当错误处理逻辑复杂，使用异常处理可以将错误逻辑从正常程序流程中分离开来，提高代码可读性和可维护性。
• 不需要手动清理资源：异常处理可以自动进行资源管理，尤其是在 C++ 中，try-catch 机制和 RAII（资源获取即初始化）结合使用时，异常发生时资源可以自动释放。

异常处理的优点：

• 清晰的错误处理：可以集中处理错误逻辑，使程序更具可读性和结构化。
• 代码简洁：减少了手动错误检查的代码，例如，避免了通过返回错误码来手动处理错误。
• 资源管理：通过 try-catch 块和智能指针等机制，资源可以在异常发生时自动释放，减少内存泄漏等问题。

异常处理的缺点：

• 性能开销：异常处理有一定的性能开销，尤其是在抛出和捕捉异常时。虽然 C++ 编译器会优化异常处理，但频繁的异常抛出和捕获依然会影响程序的性能。
• 不适合所有类型的错误：对于一些不可预见的错误（如内存分配失败），异常处理可能会过于复杂，且不适合快速恢复。
• 难以调试：由于异常抛出时程序的控制流会跳转，可能导致调试更加困难，特别是在大规模系统中。

总的来说，异常处理适用于那些需要集中错误处理和资源管理的情况，但应避免滥用，尤其是在性能要求高的场合。