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程序的错误大致可以分为三种，分别是语法错误、逻辑错误和运行时错误：
1.语法错误在编译和链接阶段就能发现，只有 100% 符合语法规则的代码才能生成可执行程序。语法错误是最容易发现、最容易定位、最容易排除的错误，程序员最不需要担心的就是这种错误。
2.逻辑错误是说我们编写的代码思路有问题，不能够达到最终的目标，这种错误可以通过调试来解决。
3.运行时错误是指程序在运行期间发生的错误，例如除数为 0、内存分配失败、数组越界、文件不存在等。C++ 异常（Exception）机制就是为解决运行时错误而引入的。
4.运行时错误如果放任不管，系统就会执行默认的操作，终止程序运行，也就是我们常说的程序崩溃（Crash）。C++ 提供了异常(Exception)机制，让我们能够捕获运行时错误，给程序一次“起死回生”的机会，或者至少告诉用户发生了什么再终止程序。
没捕获异常的程序
#include <iostream>
#include <string>
using namespace std;
int main() {
string str = "http://www.baidu.com";
char ch1 = str[100];
cout << ch1 << endl;
char ch2 = str.at(100);
cout << ch2 << endl;
return 0;
}
输出:
terminate called after throwing an instance of 'std::out_of_range'
what(): basic_string::at: __n (which is 100) >= this->size() (which is 20)
at() 是 string 类的一个成员函数，它会根据下标来返回字符串的一个字符。与[ ]不同，at() 会检查下标是否越界，如果越界就抛出一个异常；而[ ]不做检查，不管下标是多少都会照常访问。
捕获异常
C++中使用try{}catch(){}来捕获异常
#include <iostream>
#include <string>
#include <exception>
using namespace std;
int main() {
string str = "http://www.baidu.com";
try {
char ch1 = str[100];
cout << ch1 << endl;
} catch (exception e) {
cout << "[1]out of bound" << endl;
}
try {
char ch2 = str.at(100);
cout << ch2 << endl;
} catch (exception &e) {
cout << "[2]out of bound!" << endl;
}
return 0;
}
输出:
[2]out of bound!
第一个 try 没有捕获到异常，输出了一个没有意义的字符（垃圾值）。因为[ ]不会检查下标越界，不会抛出异常，所以即使有错误，try 也检测不到。换句话说，发生异常时必须将异常明确地抛出，try 才能检测到；如果不抛出来，即使有异常 try 也检测不到。所谓抛出异常，就是明确地告诉程序发生了什么错误。
第二个 try 检测到了异常，并交给 catch 处理，执行 catch 中的语句。需要说明的是，异常一旦抛出，会立刻被 try 检测到，并且不会再执行异常点（异常发生位置）后面的语句。本例中抛出异常的位置是at() 函数，它后面的 cout 语句就不会再被执行，所以看不到它的输出。
说得直接一点，检测到异常后程序的执行流会发生跳转，从异常点跳转到 catch 所在的位置，位于异常点之后的、并且在当前 try 块内的语句就都不会再执行了；即使 catch 语句成功地处理了错误，程序的执行流也不会再回退到异常点，所以这些语句永远都没有执行的机会了。
抛出异常
C++中throw关键字用来抛出一个异常，这个异常会被 try 检测到，进而被 catch 捕获。
#include <iostream>
#include <string>
#include <exception>
using namespace std;
const char *ERRORLOG = "Unknown Exception";
void func_error() {
throw ERRORLOG;
cout << "this code will not be executed" << endl;
}
int main() {
try {
func_error();
cout << "this code will not be executed too" << endl;
} catch (const char *&e) {
cout << e << endl;
}
return 0;
}
输出:
Unknown Exception
func_error() 在 try 块中被调用，它抛出的异常会被 try 检测到，进而被 catch 捕获。从运行结果可以看出，func_error() 中的 cout 和 try 中的 cout 都没有被执行。
再来看一个例子:
#include <iostream>
#include <string>
#include <exception>
using namespace std;
const char *ERRORLOG = "Unknown Exception";
void func_error_inner() {
throw ERRORLOG;
cout << "this code will not be executed" << endl;
}
void func_error_outer() {
func_error_inner();
cout << "this code will not be executed!" << endl;
}
int main() {
try {
func_error_outer();
cout << "this code will not be executed too" << endl;
} catch (const char *&e) {
cout << e << endl;
}
cout << "the statement outside of the try_catch is called normal" << endl;
return 0;
}
输出:
Unknown Exception
the statement outside of the try_catch is called normal
发生异常后，程序的执行流会沿着函数的调用链往前回退，直到遇见 try 才停止。在这个回退过程中，调用链中剩下的代码（所有函数中未被执行的代码）都会被跳过，没有执行的机会了。本例中try检测到func_error_outer()中有异常，回退中发现异常抛出的位置发生在func_error_inner()，在此函数体中捕获到异常停止执行之后的代码。
在使用try_catch中发现，catch关键字后面的括号里有异常类型的形参，其中exception是异常类型，e是一个形参变量，用来接收异常信息。当程序抛出异常时，会创建一份数据，这个数据中包含了错误信息，在开发的时候可以根据这些信息来判断程序到底出了什么问题。
异常既然是一份数据，那么就应该有数据类型。C++ 规定，异常类型可以是 int、char、float、bool 等基本类型，也可以是指针、数组、字符串、结构体、类等聚合类型。C++ 语言本身以及标准库中的函数抛出的异常，都是 exception 类或其子类的异常。也就是说，抛出异常时，会创建一个 exception 类或其子类的对象。
异常类型的形参和函数的形参非常类似，当异常发生后，会将异常数据传递给e这个变量，这和函数传参的过程类似。当然，只有跟 exception类型匹配的异常数据才会被传递给 e，否则 catch 不会接收这份异常数据，也不会执行 catch 块中的语句。换句话说，catch 不会处理当前的异常。
但是 catch 和真正的函数调用又有区别：
1.真正的函数调用，形参和实参的类型必须要匹配，或者可以自动转换，否则在编译阶段就报错了。
2.而对于 catch，异常是在运行阶段产生的，它可以是任何类型，没法提前预测，所以不能在编译阶段判断类型是否正确，只能等到程序运行后，真的抛出异常了，再将异常类型和 catch 能处理的类型进行匹配，匹配成功的话就“调用”当前的 catch，否则就忽略当前的 catch。
总起来说，catch 和真正的函数调用相比，多了一个在运行阶段将实参和形参匹配的过程。
另外需要注意的是，如果不希望 catch 处理异常数据，也可以将 e省略掉，写作：
try{
}catch(exception){
}
这样只会将异常类型和 catch 所能处理的类型进行匹配，不会传递异常数据了。
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