引入

C语言的传统的错误处理机制：

1. 终止程序，如assert，缺陷：用户难以接受。如发生内存错误，除0错误时就会终止程序。
2. 返回错误码，缺陷：需要程序员自己去查找对应的错误，如系统的很多库的接口函数都是通过把错误码 放到errno中，表示错误。

因此，C++引入了异常来解决这些问题。

异常的使用

异常是一种处理错误的方式，当一个函数发现自己无法处理的错误时就可以抛出异常，让函数的直接或间接 的调用者处理这个错误。

• throw: 当问题出现时，程序会抛出一个异常。这是通过使用throw关键字来完成的。
• catch: 在您想要处理问题的地方，通过异常处理程序捕获异常catch关键字用于捕获异常，可以有多 个catch进行捕获。
• try:try块中的代码标识将被激活的特定异常,它后面通常跟着一个或多个catch块。

异常的抛出和捕获的匹配原则：

1. 异常是通过抛出对象而引发的，该对象的类型决定了应该激活哪个catch的处理代码，如果抛出的异常对象没有捕获，或是没有匹配类型的捕获，那么程序会终止报错。
2. 被选中的处理代码（catch块）是调用链中与该对象类型匹配且离抛出异常位置最近的那一个。
3. 抛出异常对象后，会生成一个异常对象的拷贝，因为抛出的异常对象可能是一个临时对象，所以会生成一个拷贝对象，这个拷贝的临时对象会在被catch以后销毁。（类似于函数的传值返回）
4. 实际异常的抛出和捕获的匹配原则有个例外，捕获和抛出的异常类型并不一定要完全匹配，可以抛出派生类对象，使用基类进行捕获，这个在实际中非常有用。

int testExpection() {
    int num1 = 0, num2 = 0;
    cin >> num1 >> num2;
    if (num2 == 0) {
        throw string("zero condition!");
    }
    return num1 / num2;
}

int main() {
    try {
        cout << testExpection();
    }
    catch (const string& err) {
        cout << err;
    }
    catch (...) {
        cout << "unknown condition!";
    }
    return 0;
}

自定义异常体系

实际中都会定义一套继承的规范体系，先定义一个最基础的异常类，所有人抛出的异常对象都必须是继承于该异常类的派生类对象，因为异常语法规定可以用基类捕获抛出的派生类对象，因此最外层就只需捕获基类就行了。

class Exception {
public:
	Exception(int errid, const char* errmsg)
		:_errid(errid)
		, _errmsg(errmsg)
	{}
	int GetErrid() const {
		return _errid;
	}
	virtual string what() const {
		return _errmsg;
	}
protected:
	int _errid;     //错误编号
	string _errmsg; //错误描述
	//...
};

class CacheException : public Exception {
public:
	CacheException(int errid, const char* errmsg)
		:Exception(errid, errmsg)
	{}
	virtual string what() const {
		string msg = "CacheException: ";
		msg += _errmsg;
		return msg;
	}
protected:
	//...
};
class SqlException : public Exception {
public:
	SqlException(int errid, const char* errmsg, const char* sql)
		:Exception(errid, errmsg)
		, _sql(sql)
	{}
	virtual string what() const {
		string msg = "CacheException: ";
		msg += _errmsg;
		msg += "sql语句: ";
		msg += _sql;
		return msg;
	}
protected:
	string _sql; //导致异常的SQL语句
	//...
};

标准库异常体系

C++标准库当中的异常也是一个基础体系，其中exception就是各个异常类的基类，我们可以在程序中使用这些标准的异常，它们之间的继承关系如下：

异常规范

为了让函数使用者知道某个函数可能抛出哪些类型的异常，C++标准规定：

• 在函数的后面接throw(type1, type2, ...)，列出这个函数可能抛掷的所有异常类型。
• 在函数的后面接throw()或noexcept（C++11），表示该函数不抛异常。
• 若无异常接口声明，则此函数可以抛掷任何类型的异常。（异常接口声明不是强制的）

//表示func函数可能会抛出A/B/C/D类型的异常
void func() throw(A, B, C, D);
//表示这个函数只会抛出bad_alloc的异常
void* operator new(std::size_t size) throw(std::bad_alloc);
//表示这个函数不会抛出异常
void* operator new(std::size_t size, void* ptr) throw();

异常安全

将抛异常导致的安全问题叫做异常安全问题，对于异常安全问题下面给出几点建议：

• 构造函数完成对象的构造和初始化，最好不要在构造函数中抛出异常，否则可能导致对象不完整或没有完全初始化。
• 析构函数主要完成对象资源的清理，最好不要在析构函数中抛出异常，否则可能导致资源泄露（内存泄露、句柄未关闭等）。
• C++中异常经常会导致资源泄露的问题，比如在new和delete中抛出异常，导致内存泄露，在lock和unlock之间抛出异常导致死锁，C++经常使用智能指针的方式来解决以上问题。