Exception

C++的异常可以是任意类型，throw和catch块都可以处理任意类型的异常，但最好是继承于std:exception 的派生类

标准异常可以分为std::runtime_error 和 std::logic_error 的子类以及其他标准库的异常，如bad_alloc , bad_cast等

异常处理基础过程

在try-catch块throw一个异常e时，C++的处理步骤：

终止函数调用链，后面的语句不会再执行

编译器在特殊内存（一般不是栈）上创建抛出的对象副本e

栈展开（stack unwinding），沿着函数调用栈回溯，销毁栈内对象（调用其析构方法，然后把栈压缩回去）

这也是为什么建议在析构函数中释放资源

寻找第一个与e匹配的catch块，若无则向上抛出

若找不到匹配的catch块则调用std::abort 终止程序

在最后一个catch块结束后，销毁异常对象副本

💡

不要在析构函数中抛出异常。C++不接受多个活跃异常同时存在（即不能在throw之后 ~ catch处理的这个阶段检测到异常），例如：


#include <iostream>
class Test {
public:
    Test() {}
    ~Test() {
        throw 24;
    }
};

int main() {
    try {
        Test t;
        throw 8;
    } catch (int n) {
        std::cout << n;
    }
    return 0;
}

在这种情况下，stack unwinding会调用t的析构函数，会直接调用std::terminal 终止运行

异常对象

必须是一个完全类型（已声明和定义）

不能是右值引用

如果是类类型则必须含有一个可访问的析构函数与一个可访问的拷贝or移动构造函数

显然抛出一个指向局部变量的指针是UB


// 虽然实测正常，但其实仍然是个UB，因为x处的内存被编译器“销毁”了但是没被复写，还能访问
int* exception_ptr = nullptr;
try {
    int x = 1;
    throw &x;
} catch (int* p) {
		exception_ptr = p;
}

// ...

// 有概率报错！访问这片区域实则UB
std::cout << *exception_ptr << std::endl;

💡

抛出的表达式的类型由其静态编译时类型确认 e.g.


Base* ptr = new Derived();
throw *ptr;  // 抛出的对象是Base而非Derived，被捕捉之后就不能调用派生类only的操作了

noexcept

在函数声明时，在参数列表之后标记noexcept关键字，告诉编译器这个函数不会抛出异常，便于编译器优化

也可以用noexcept操作符判断一个函数会不会抛出异常


template<typename F>
void call(F f) {
    if constexpr (noexcept(f())) {
        f(); // 使用优化路径
    } else {
        try { f(); } catch(...) { /* 处理异常 */ }
    }
}