C++ 函式異常處理中的異常層級如何劃分？

C 中異常層級提供了不同的異常類別繼承層次，用於對異常情況進行分類。此層級由 std::exception 類別為根，包括基礎異常、執行時期異常和邏輯異常，更具體的異常類別從這些基底類別派生。透過異常處理機制，可以捕獲不同層級的異常並根據需要採取相應措施。

C 函數例外處理中的例外層級

在C 中，函數例外處理可以透過拋出例外物件來報告異常情況。為了對不同的異常情況進行分類，C 引入了異常層級。異常層級是一個由標準函式庫定義的異常類別繼承層次結構，它為異常物件提供了不同的資訊層級。

1. 異常類別繼承層次結構

異常層級是以std::exception 類別為根的繼承層次結構：

class std::exception {
public:
    virtual ~exception() noexcept = default;
    virtual const char* what() const noexcept = 0;
};

// 基本异常类
class std::runtime_error : public std::exception {
public:
    runtime_error(const char* whatArg) : whatArg_(whatArg) {}
    virtual const char* what() const noexcept override { return whatArg_; }

private:
    const char* whatArg_;
};

// 派生异常类
class std::logic_error : public std::runtime_error {
public:
    logic_error(const char* whatArg) : runtime_error(whatArg) {}
};

2. 異常層級分割

異常層級將例外類別分為不同的層級：

• 基礎異常(std:: exception)：表示所有異常情況的基底類別。
• 執行階段異常 (std::runtime_error)：表示在程式執行時發生的異常，例如記憶體分配失敗或檔案開啟失敗。
• 邏輯例外 (std::logic_error)：表示程式邏輯中的錯誤，例如非法參數或無效狀態。

更具體的例外類別從std::runtime_error 和std::logic_error 衍生，例如：

• std::bad_alloc：記憶體分配失敗。
• std::invalid_argument：無效參數。
• std::range_error：範圍錯誤（例如，陣列下標越界）。

3. 實戰案例

考慮下列函數：

int divide(int numerator, int denominator) {
    if (denominator == 0) {
        throw std::invalid_argument("denominator cannot be zero");
    }
    return numerator / denominator;
}

當denominator 為0 時，此函數拋出std::invalid_argument 例外。此異常屬於 std::logic_error 層級，表示程式邏輯中一個無效的參數錯誤。

在呼叫divide 函數時，你可以使用異常處理機制來捕獲異常：

try {
    int result = divide(10, 2);
    std::cout << "Result: " << result << std::endl;
} catch (const std::invalid_argument& e) {
    std::cerr << "Error: " << e.what() << std::endl;
}

在這種情況下，當denominator 為0 時，將捕獲std::invalid_argument 異常並列印錯誤訊息。

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