C++异常和断言-编程知识

C++异常

异常的理念看似有前途，但实际的使用效果并不好。
编程社区达成的一致意见是，最好不要使用这项功能。
C++98引入异常规范，C++11已弃用。
例如：我们输入1时抛出异常。

#include <iostream>
#include <vector>
#include <cmath>
#include <fstream>//ifstream 类需要包含的头文件
#include<string>
using namespace std;
int main() {try {//可能抛出的异常的代码int ii = 0;cout << "我是一只小小鸟？(1-傻傻鸟；2-小小鸟）";cin >> ii;if (ii == 1) throw "不好，有人说我是一只傻傻鸟";//throw抛出异常cout << "我不是一只傻傻鸟，欧耶\n";}catch (...) {//不管什么异常,都在这里处理cout << "捕捉到异常，具体不管什么异常\n";}cout << "程序继续使用....\n";//执行完try..catch...后，将继续指向程序中其他代码return 0;
}

#include <iostream>
#include <vector>
#include <cmath>
#include <fstream>//ifstream 类需要包含的头文件
#include<string>
using namespace std;
int main() {try {//可能抛出的异常的代码int ii = 0;cout << "我是一只小小鸟？(1-傻傻鸟；2-小小鸟）";cin >> ii;if (ii == 1) throw "不好，有人说我是一只傻傻鸟";//throw抛出const char *类型异常if (ii == 2) throw ii;//throw抛出int类型异常if (ii == 3) throw string("不好，有人说我是一只傻傻鸟.");//throw抛出string类型异常cout << "我不是一只傻傻鸟，欧耶\n";}catch (int ii) {cout << "异常的类型是int=" << ii << endl;}catch (const char* ss) {cout << "异常的类型是const char*=" << ss << endl;}catch (string str) {cout << "异常的类型是string" << str << endl;}cout << "程序继续使用....\n";//执行完try..catch...后，将继续指向程序中其他代码return 0;
}

在try语句块中，如果没有发生异常，执行完try语句块中的代码后，将继续执行try语句块之后的
代码;如果发生了异常，用throw抛出异常对象，异常对象的类型决定了应该匹配到哪个catch语句
块，如果没有匹配到catch语句块，程序将调用abort()函数中止。
如果try语句块中用throw抛出异常对象，并且匹配到了catch语句块，执行完catch语句块中的
代码后，将继续执行catch语句块之后的代码，不会回到try语句块中。

如何避免异常

异常规范

C++98标准提出了异常规范，目的是为了让使用者知道函数可能会引发哪些异常。

void func1() throw(A, B,C);//表示该函数可能会抛出A、B、C类型的异常。
void func2() throw();//表示该函数不会抛出异常。
void func3();//该函数不符合C++98的异常规范。

C++11标准弃用了异常规范，使用新增的关键字noexcept指出函数不会引发异常。

void func4() noexcept;//该函数不会抛出异常。

在实际开发中，大部分程序员懒得在函数后面加noexcept，弃用异常已是共识，没必要多此一举。
关键字noexcept也可以用作运算符，判断表达试(操作数）是否可能引发异常;如果表达式可能引发异常，则返回false否则返回true。
在这里插入图片描述
对于下面的代码：

#include <iostream>
#include <vector>
#include <cmath>
#include <fstream>//ifstream 类需要包含的头文件
#include<string>
using namespace std;
int main() {//分配一大块内存double* ptr = nullptr;try {ptr = new double[100000000000];}catch (bad_alloc& e) {cout << "分配内存失败\n";}return 0;
}

我们使用这种也行：

#include <iostream>
#include <vector>
#include <cmath>
#include <fstream>//ifstream 类需要包含的头文件
#include<string>
using namespace std;
int main() {//分配一大块内存double* ptr = nullptr;ptr = new(std::nothrow) double[100000000000];if (ptr == nullptr)cout << "分配内存失败\n";//其他处理业务代码if (ptr != nullptr) delete[]ptr;return 0;
}

我们在实际开发中经常用这种，这种比较简单。

重点关注的异常

std::bad_alloc
如果内存不足，调用new会产生异常，导致程序中止;如果在new关键字后面加(std:nothrow)选项，则返回nullptr，不会产生异常。
dynamic_cast
dynamic_cast可以用于引用，但是，没有与空指针对应的引用值，如果转换请求不正确，会出现
td::bad_cast异常。
std:bad_typeid
假设有表达式typeid(*ptr)，当ptr是空指针时，如果ptr是多态的类型，将引发std:bad_typeid异常。

逻辑错误异常

程序的逻辑错误产生的异常std::logic_error，通过合理的编程可以避免。

#include <iostream>
#include <vector>
#include <cmath>
#include <fstream>//ifstream 类需要包含的头文件
#include<string>
using namespace std;
int main() {try {vector<int>vv = { 1,2,3 };//容器vv中只有三个元素vv.at(3) = 5;//将引发out_of_range异常}catch (out_of_range) {cout << "出现out_of_range异常\n";}return 0;
}

#include <iostream>
#include <vector>
#include <cmath>
#include <fstream>//ifstream 类需要包含的头文件
#include<string>
using namespace std;
int main() {//string str="123";//不会抛出异常//string str="";//将抛出Invalid_argument异常string str = "21212312312313123123123";//将抛出out_of_range异常try {int x = stoi(str);//将string字符串转化为整数cout << "x=" << x << endl;}catch (invalid_argument&) {cout << "出现invalid_argument异常\n";}catch (out_of_range&) {cout << "出现out_of_range异常\n";}return 0;
}

这个逻辑异常应该有程序员自己解决

C++断言

断言(assertion)是一种常用的编程手段，用于排除程序中不应该出现的逻辑错误。
使用断言需要包含头文件<cassert>或<assert.h>,头文件中提供了带参数的宏assert，用于程序
在运行时进行断言。

语法:assert(表达式);

断言就是判断(表达式)的值，如果为0(false)，程序将调用abort()函数中止，如果为非0 (true)，程序继续执行。
断言可以提高程序的可读性，帮助程序员定位违反了某些前提条件的错误。
例如：

#include <iostream>
#include <vector>
#include <cmath>
#include <fstream>//ifstream 类需要包含的头文件
#include<string>
#include<cassert>
using namespace std;
void copydata(void* ptr1, void* ptr2) {//把ptr2中的数据复制到ptr1中。assert(ptr1 && ptr2);//断言ptr1和ptr2都不会为空cout << "继续执行复制数据的代码....\n";}
int main() {int ii = 0, jj = 0;copydata(&ii, &jj);//把ptr2中的数据复制到ptr1中。return 0;
}

这个是正常的，就是把jj中的数据复制到ii中。
假如是这个代码：

#include <iostream>
#include <vector>
#include <cmath>
#include <fstream>//ifstream 类需要包含的头文件
#include<string>
#include<cassert>
using namespace std;
void copydata(void* ptr1, void* ptr2) {//把ptr2中的数据复制到ptr1中。assert(ptr1 && ptr2);//断言ptr1和ptr2都不会为空cout << "继续执行复制数据的代码....\n";}
int main() {int ii = 0, jj = 0;copydata(nullptr, &jj);//把ptr2中的数据复制到ptr1中。return 0;
}

在这里插入图片描述
注意：

断言用于处理程序中不应该发生的错误，而非逻辑上可能会发生的错误。
不要把需要执行的代码放到断言的表达式中。
断言的代码一般放在函数/成员函数的第一行，表达式多为函数的形参，主要用于判断参数是否参数的合法性。

C++11 静态断言

assert宏是运行时断言，在程序运行的时候才能起作用。
C++11新增了静态断言static_assert，用于在编译时检查源代码。
使用静态断言不需要包含头文件。
语法: static_assert(常量表达式,提示信息);
用途: 在编译的时候，判断常量表达式的值，如果是0-false，那么编译失败，否则显示提示信息。
注意: static_assert的第一个参数是常量表达式。而assert 的表达式既可以是常量，也可以是变
量。

#include <iostream>
#include <vector>
#include <cmath>
#include <fstream>//ifstream 类需要包含的头文件
#include<string>
#include<cassert>
using namespace std;
void copydata(void* ptr1, void* ptr2) {//把ptr2中的数据复制到ptr1中。assert(ptr1 && ptr2);//断言ptr1和ptr2都不会为空cout << "继续执行复制数据的代码....\n";}
int main() {const int ii = 1, jj = 0;assert(ii);static_assert(ii, "ii的值不合法。");//copydata(nullptr, &jj);//把ptr2中的数据复制到ptr1中。return 0;
}