C++ 函数异常处理中的异常层级如何划分？

C 中异常层级提供了不同的异常类继承层次，用于对异常情况进行分类。该层级由 std::exception 类为根，包括基础异常、运行时异常和逻辑异常，更具体的异常类从这些基类派生。通过异常处理机制，可以捕获不同级别的异常并根据需要采取相应措施。

C 函数异常处理中的异常层级

在 C 中，函数异常处理可以通过抛出异常对象来报告异常情况。为了对不同的异常情况进行分类，C 引入了异常层级。异常层级是一个由标准库定义的异常类继承层次结构，它为异常对象提供了不同的信息级别。

1. 异常类继承层次结构

异常层级是以 std::exception 类为根的继承层次结构：

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. 异常层级划分

异常层级将异常类分为不同的级别：

• 基础异常 (std::exception)：表示所有异常情况的基类。
• 运行时异常 (std::runtime_error)：表示在程序运行时发生的异常，例如内存分配失败或文件打开失败。
• 逻辑异常 (std::logic_error)：表示程序逻辑中的错误，例如非法参数或无效状态。

更具体的异常类从 std::runtime_error 和 std::logic_error 衍生，例如：

• std::bad_alloc：内存分配失败。
• std::invalid_argument：无效参数。
• std::range_error：范围错误（例如，数组下标越界）。

3. 实战案例

考虑以下函数：

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

当 denominator 为 0 时，此函数抛出 std::invalid_argument 异常。该异常属于 std::logic_error 层级，表示程序逻辑中一个无效的参数错误。

在调用 divide 函数时，你可以使用异常处理机制来捕获异常：

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;
}

在这种情况下，当 denominator 为 0 时，将捕获 std::invalid_argument 异常并打印错误消息。

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