C++ 成员函数详解：对象方法的错误处理与异常机制

2024-04-29 16:03:35 综合教程 35

c++++ 成员函数中错误处理机制有错误码、断言及异常机制。错误码直接返回错误值；断言检查假设条件，不成立则抛出异常；异常捕获严重错误，通过 try-catch 块处理。实战案例中，vector 类的 push_back() 函数在容量不足时抛出 std::bad_alloc 异常，使用者可通过 try-catch 捕获并处理异常。

C++ 成员函数详解：对象方法的错误处理与异常机制

C++ 中的对象方法（成员函数）对于处理复杂业务逻辑和错误条件至关重要。本篇文章将深入探讨成员函数中错误处理和异常机制的用法，并提供实战案例进行说明。

错误处理机制 错误码

最直接的错误处理方法是使用错误码。错误码可以是整数或自定义枚举值，表示特定错误条件。在成员函数中，可以通过设置变量来返回错误码：

int MyFunction() {
  if (... /* 发生错误 */) {
    errno = EINVAL; // 设置错误码为无效参数
    return -1; // 返回错误指示符
  }
  // ... 其它代码
}

断言

断言用于检查程序中的假设条件。如果条件不成立，则抛出一个异常（稍后讨论）。在成员函数中，可以使用宏来实现断言：

void MyOtherFunction() {
  assert(ptr != nullptr); // 检查指针是否为 nullptr
  // ... 其它代码
}

异常机制

异常是处理严重错误条件的强大机制。异常可以将执行从发生错误的位置传递到指定的位置。在 C++ 中，异常的语法如下：

try {
  // 可能发生异常的代码
} catch (exceptionType1& e) {
  // 处理 exceptionType1 类型异常
} catch (exceptionType2& e) {
  // 处理 exceptionType2 类型异常
} catch (...) {
  // 处理所有类型异常
}

抛出异常

在成员函数中，可以通过使用关键字抛出异常。异常可以是标准库中的及其子类，也可以是自定义异常类型：

void MyThrowingFunction() {
  if (... /* 发生严重错误 */) {
    throw std::runtime_error("严重错误！");
  }
  // ... 其它代码
}

捕获异常

可以通过在成员函数的块中捕获异常。捕获的异常对象可以通过引用传递给子句：

void MyCatchingFunction() {
  try {
    MyThrowingFunction();
  } catch (std::runtime_error& e) {
    // 处理 std::runtime_error 类型的异常
  } catch (...) {
    // 处理所有类型异常
  }
}

实战案例

假设有一个类，其中包含一个成员函数，该函数将元素添加到向量尾部。如果添加到向量的元素数量超过了预分配的容量，则函数应该抛出异常。

class Vector {
public:
  void push_back(int element) {
    try {
      // 尝试添加元素
      // 如果容量不足，会抛出 std::bad_alloc 异常
      elements.push_back(element);
    } catch (std::bad_alloc& e) {
      // 捕获并重新抛出 std::bad_alloc 异常
      throw;
    }
  }

private:
  std::vector<int> elements; // 使用标准库的 std::vector 作为底层存储
};

在使用类时，可以如下方式捕获函数抛出的异常：

int main() {
  Vector v;
  try {
    // 尝试向向量添加过多元素，导致容量不足
    for (int i = 0; i < 1000000; i++) {
      v.push_back(i);
    }
  } catch (std::bad_alloc& e) {
    // 捕获 std::bad_alloc 异常并处理
    std::cout << "错误：容量不足！" << std::endl;
    return 1;
  }
  return 0;
}