异常处理

• 概述

  • 概念
    • 异常是指在程序运行时发生的特殊情况，C++ 中提供了一套异常处理机制，标准库 提供了异常处理的基础
  • 作用
    • 异常提供了一种转移程序控制权的方式
  • 与异常处理相关的关键字
    • throw
      • 用于标记可能抛出的异常的操作
      • 当异常条件被触发时，程序会抛出（throw）一个异常，由 catch 捕获相应的异常，程序跳转到 catch 块定义的异常处理代码
    • try
      • 用于监测某个操作是否抛出异常
      • try 块中的代码是可能抛出异常的代码，其后通常跟随一个和多个 catch 块用于在抛出异常的情况下处理异常
    • catch
      • 用于定义处理其前 try 块可能抛出的异常的代码
      • 可以使用多个 catch 块分别处理不同的异常
      • 也可以使用一个 catch 块处理所有的异常

• 处理流程

  • 异常处理的格式

    • 标记异常

      /** 
       exceptionHandle() 函数为可能抛出异常的函数，需要使用 throw 关键字标记
      */
      void exceptionHandle() {
          // 在 condition 条件下抛出异常
          if (condition) {
              throw exceptionInfo;
          }
      }
      

    • 捕获异常

      • 分别捕获不同的异常

        try {
            // 可能抛出异常的代码
        } catch(Exception1 e) {
            // 处理 Exception1 类型的异常
        } catch(Exception2 e) {
            // 处理 Exception2 类型的异常
        }
        

      • 捕获所有的异常

        try {
            // 可能抛出异常的代码
        } catch(...) {
            // 处理 try 抛出的所有异常
        }
        

• 示例

  • 标记可能抛出的异常的操作

    /** 除法函数 */
    double division(double dividend, double divisor) {
        if (divisor == 0) {
            // 标记除 0 异常
            throw "Division by zero condition!";
        }
        return dividend / divisor;
    }
    

  • 捕获并处理异常

    int main(int argc, const char * argv[]) {
        // 定义相关的变量
        double dividend = 250;
        double divisor = 0;
        double divisionResult;
        // 异常处理代码块
        try {
            // 监测可能抛出的异常的操作
            divisionResult = division(dividend, divisor);
            cout << divisionResult << endl;
        } catch (const char *exceptionInfo) {
            // 处理异常
            cerr << exceptionInfo << endl;
        }
        return 0;
    }
    

  • 此示例的异常处理结果如图

    

信号处理

• 概述

    信号是由操作系统传递给进程的中断，会造成程序的提前终止。在 Terminal 中可以使用组合键 ctrl + C 产生中断。需要注意的是，并非所有的中断都可以被捕获。C++中的中断定义在头文件 <csignal>
  

• 信号

  • C++的头文件 定义了一下可捕获的中断信号

    信号	描述
    SIGABRT	程序异常终止，如：调用 abort
    SIGFPE	错误的算数运算，如：除以零或导致溢出的操作
    SIGILL	监测非法指令
    SIGINT	接收到交互注意信号
    SIGSEGV	非法内存访问
    SIGTERM	发送到程序的终止请求

• 相关函数

  • 产生中断信号

    • 函数原型

      int	raise(int sig);
      // sig 是要发送的信号编码
      

  • 捕获中断信号

    • 函数原型

      void (*signal(int, void (*func)(int)))(int);
      /**
      sig：为信号的编码
      func：为指向信号处理函数的指针
      */
      
      

    • 注意

      • 在捕获中断信号前，必须使用 signal 函数注册

• 示例

  • 使用 raise 函数生成信号，使用 signal 函数捕获信号

    // 中断处理函数
    void signalHandle(int signalNumber) {
        cout << "Interrupt signal（" << signalNumber << "）received." << endl;
        exit(signalNumber);
    }
    // main 函数
    int main(int argc, const char * argv[]) {
        int i = 0;
        // 注册中断信号与中断处理函数
        signal(SIGINT, signalHandle);
        // 产生中断
        while (++i) {
            cout << "Going to sleep..." << endl;
            if (i == 2) {
                raise(SIGINT);
            }
            sleep(1);
        }
        return 0;
    }