c++如何处理运行时异常（try-catch-throw） _c++异常处理技巧与实践

异常处理通过try-catch-throw实现，try块包含可能出错的代码，throw抛出异常，catch捕获并处理异常，提升程序健壮性与可维护性。

在C++中，运行时异常处理主要通过 try-catch-throw 机制实现。这套机制允许程序在出现错误时优雅地恢复或终止，而不是直接崩溃。合理使用异常处理不仅能提高程序的健壮性，还能增强代码的可读性和维护性。

基本语法结构

异常处理由三个关键字组成：

• try：包裹可能抛出异常的代码块。
• catch：捕获并处理特定类型的异常。
• throw：主动抛出一个异常对象。

try {
    // 可能出错的代码
    if (error_occurred) {
        throw std::runtime_error("Something went wrong!");
    }
}
catch (const std::exception& e) {
    // 处理标准异常
    std::cerr << "Error: " << e.what() << std::endl;
}
catch (...) {
    // 捕获所有其他异常（慎用）
    std::cerr << "Unknown error occurred." << std::endl;
}

使用标准异常类型

C++标准库定义了一系列继承自 std::exception 的异常类，推荐优先使用它们而非自定义原始类型（如int或字符串）抛异常。

• std::invalid_argument：参数不符合逻辑。
• std::out_of_range：访问越界，比如vector下标超限。
• std::runtime_error：运行时无法预测的错误。
• std::logic_error：程序逻辑错误，可在开发阶段避免。

抛出标准异常示例：

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#include <stdexcept>
if (index >= vec.size()) {
    throw std::out_of_range("Index out of range");
}

自定义异常类

当标准异常不足以表达业务错误时，可以继承 std::exception 或其子类定义自己的异常类型。

class MyException : public std::runtime_error {
public:
    explicit MyException(const std::string& msg)
        : std::runtime_error(msg) {}
};
// 抛出
throw MyException("Custom error message");
// 捕获
catch (const MyException& e) {
    std::cout << "Caught MyException: " << e.what() << std::endl;
}

注意保持异常类的拷贝安全和 noexcept 构造函数设计。

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异常安全与RAII原则

异常可能中断正常执行流，因此必须确保资源正确释放。C++推荐使用RAII（Resource Acquisition Is Initialization）来管理资源。

• 用智能指针（如std::unique_ptr）代替裸指针。
• 用std::lock_guard管理互斥锁。
• 文件流对象在析构时自动关闭。

只要资源绑定到对象的生命周期上，即使抛出异常也能保证析构函数被调用，从而避免泄漏。

异常规范与noexcept

现代C++鼓励使用 noexcept 标识不会抛异常的函数，有助于编译器优化并提升容器操作效率。

void swap(MyClass& a, MyClass& b) noexcept {
    // 确保不抛异常，std::vector等会优先调用noexcept版本
}

若函数声明可能抛异常，就不加 noexcept；否则应尽量标注，尤其是移动构造函数和析构函数。

最佳实践建议

• 只对真正“异常”的情况使用 throw，不要用于控制流程。
• 按引用捕获异常（catch const std::exception&），避免 slicing。
• 在合适层级处理异常，不要过度捕获。
• 日志记录异常信息后再决定是否重新抛出（throw;）。
• 避免在析构函数中 throw 异常，可能导致程序终止。

基本上就这些。掌握 try-catch-throw 的核心用法，并结合 RAII 和标准异常体系，就能写出更可靠、易维护的 C++ 代码。

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