【C++】错误处理机制

C++ 提供了多种错误处理机制，用于在程序中检测和处理异常情况。这些机制包括异常处理、错误返回码、断言（assert）以及其他自定义的错误处理方法。以下是对 C++ 错误处理机制的详细介绍：

1. 异常处理（Exception Handling）

异常处理是 C++ 提供的主要错误处理机制，使用 try、catch 和 throw 关键字来捕获和处理错误。

基本语法

try {// 可能抛出异常的代码if (someErrorCondition) {throw std::runtime_error("An error occurred");}
} catch (const std::exception& e) {// 处理异常std::cerr << "Caught exception: " << e.what() << std::endl;
}

详细示例

#include <iostream>
#include <stdexcept>void mightThrow() {throw std::runtime_error("An unexpected error occurred");
}int main() {try {mightThrow();} catch (const std::exception& e) {std::cerr << "Caught exception: " << e.what() << std::endl;}return 0;
}

自定义异常类

#include <iostream>
#include <exception>class MyException : public std::exception {
public:const char* what() const noexcept override {return "My custom exception occurred";}
};void functionThatThrows() {throw MyException();
}int main() {try {functionThatThrows();} catch (const MyException& e) {std::cerr << "Caught custom exception: " << e.what() << std::endl;}return 0;
}

2. 错误返回码

使用返回码是另一种常见的错误处理方法，特别是在异常开销不合适的情况下。通过函数返回值指示错误，并在调用处检查这些返回值。

示例

#include <iostream>enum class ErrorCode {SUCCESS,ERROR_DIVIDE_BY_ZERO
};ErrorCode divide(int a, int b, int& result) {if (b == 0) {return ErrorCode::ERROR_DIVIDE_BY_ZERO;}result = a / b;return ErrorCode::SUCCESS;
}int main() {int result;ErrorCode code = divide(10, 0, result);if (code == ErrorCode::ERROR_DIVIDE_BY_ZERO) {std::cerr << "Error: Division by zero" << std::endl;} else {std::cout << "Result: " << result << std::endl;}return 0;
}

3. 断言（Assert）

断言用于在调试阶段捕捉不可恢复的错误。它在条件为假时终止程序执行并打印错误信息。适用于开发阶段的调试。

示例

#include <iostream>
#include <cassert>int divide(int a, int b) {assert(b != 0); // 确保除数不为零return a / b;
}int main() {int result = divide(10, 2);std::cout << "10 / 2 = " << result << std::endl;// 这行代码将触发 assert，因为 b 为 0result = divide(10, 0);std::cout << "10 / 0 = " << result << std::endl;return 0;
}

4. 日志记录

日志记录是一种监控和记录错误发生情况的方法，常用于生产环境中进行故障排查。

示例

#include <iostream>
#include <fstream>
#include <stdexcept>void logError(const std::string& message) {std::ofstream logFile("error.log", std::ios_base::app);logFile << message << std::endl;
}void functionThatMightFail() {throw std::runtime_error("An error occurred");
}int main() {try {functionThatMightFail();} catch (const std::exception& e) {logError(e.what());std::cerr << "Caught exception: " << e.what() << std::endl;}return 0;
}

5. 条件检查和防御性编程

通过条件检查在运行时防止错误发生，例如参数验证。

示例

#include <iostream>void processInput(int input) {if (input < 0) {std::cerr << "Error: input must be non-negative" << std::endl;return;}// 处理输入
}int main() {processInput(-1);processInput(10);return 0;
}