异常是指存在于运行时的反常行为，这些行为超出了函数正常功能的范围。典型的异常包括失去数据库连接以及遇到意外输入等。目前觉得相对适用的就是what、when、why和how，下面是在笔记中记录的一段话，，它从语言设计的层面考虑了 C++中为什么添加异常，觉得很棒，分享给大家：

接下来，来了解 C++的异常处理机制。

C++异常处理机制通过异常检测和异常处理两部分进行支持，包括：

throw表达式，异常检测部分使用throw表达式抛出异常。
try语句块，异常处理部分采用try语句块进行异常处理，try语句块以关键字try开始，并以一个或多个catch子句结束。try语句块中代码抛出的异常通常会被某个catch子句处理。因为catch子句“处理”异常，所以它们也被称作异常处理代码(exception handler)。
一套异常类，用于在throw表达式和相关的catch子句之间传递异常的具体信息，C++中提供了标准exception库

简单的异常处理

在 C++标准库定义了一组类，用于报告标准库函数遇到的问题。这些异常类也可以在用户编写的程序中使用，它们分别定义在 4 个头文件中：

exception 头文件定义了最通用的异常类 exception。它只报告异常的发生，不提供任何额外信息。
stdexcept头文件定义了几种常用的异常类

new头文件定义了bad_alloc异常类型，默认，如果new不能分配所要求的内存空间，它会抛出一个类型为bad_alloc的异常。我们可以改变使用 new 的方式来阻止它抛出异常：

// 如果分配失败，new抛出std::bad_alloc
int *p1 = new int;

// 如果分配失败，new返回一个空指针
int *p2 = new (nothrow) int;

type_info 头文件定义了 bad_cast 异常类型，dynamic_cast<type&>(e)如果转换目标是引用类型并且失败了，则dynamic_cast运算符将抛出一个bad_cast异常。

#include <iostream>
#include <exception>

void tryException() {
  	// 此处是模拟处理出现问题，抛出异常
    throw std::runtime_error("This's just exception test!");
}

int main(int argc, char* argv[]) {
    try {
        tryException();
    } catch(const std::runtime_error& e) {
        std::cout << "catch runtime_error for " << e.what() << std::endl;
    }
}

函数在寻找处理代码的过程中退出

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异常规格

异常规格对函数定义进行限定，指出其可能引发那些类型的异常，同时提醒程序员此处可能抛出异常应该使用try-catch和处理程序，其由 throw 关键字和异常类型列表组成，异常类型括在括号中，用逗号分割。函数的异常规格不仅要包含自身触发的异常类型，还要调用其他函数可能触发的异常类型。异常规则在 C++11 中被舍弃，在 C++17 中被彻底移除，改用noexcept(true)和noexcept(false)，前者表示该实现无异常抛出,后者表示所有的异常。

// 可能抛出任何异常
void func()；

// 只能抛出char*和int类型的异常
void func() throw(const char*, int); 

// 不抛出任何异常
void func() throw();

意外异常

如果带异常规格的函数抛出了和规格列表中不匹配的异常，称之为意外异常，会调std::unexpected，该函数默认会调用std::terminate,用户也可以通过std::set_unexpected设定用户自己设定的行为

typedef void (*unexpected_handler)();
unexpected_handler set_unexpected(unexpected_handler f) throw();
void unexpected();

unexpected_handler函数行为遵守严格的限制：

通过调用terminate(默认)、abort()、exit()来终止程序。
引发异常，结果取决于unexpected_handler函数所引发的异常以及引发意外异常的函数异常规范：
新引发的异常和原异常规范匹配，则程序寻找与新引发异常匹配的catch块，该行为相当于用预期异常取代意外异常。
新引发的异常和原异常规范不匹配且异常规范没有std::bad_exception类型，则程序将调用terminate()。
新引发的异常和原异常规范不匹配且异常规范包含std::bad_exception类型，则不匹配的异常将被std::bad_exception异常所取代

#include <iostream>
#include <exception>

void myUnexpected() {
    std::cout << "catch unexpected exception!" << std::endl;
  	// 1. 将意外异常统一转化为bad_exception,或者其他的异常
  	// throw std::bad_exception();
  	
  	// 2. 抛出和异常规格匹配的异常，程序寻找匹配的catch处理块
    throw "----------- satify exception specification --------";
}

// 异常规格,该接口支持抛出const char*的异常
// void handleMessage() throw(const char*, std::bad_exception){ // for understanding
void handleMessage() throw(const char*)  {
    std::cout << __func__ << std::endl;
    throw std::underflow_error("error::underflow");
} 

int main(int argc, char* argv[]) {   
    try {
        std::set_unexpected(myUnexpected);
        handleMessage();
    } catch (const char* e) {
        std::cout << e << std::endl;
    } catch (std::bad_exception& e) {
        std::cout << "catch bad_exception: " << e.what() << std::endl;
    }
    return 0;
}

未捕获异常

没有try块或者catch块时，异常未捕获，称之为未捕获异常。默认，将会导致程序异常终止。也可以修改程序对意外异常和未捕获异常的反应。未捕获的异常，通常不会立刻导致程序终止，程序首先会调用terminate()此时会调用std::abort()函数，我们可以修改terminate()的实现来实现行为定制。相关接口定义：

typedef void (*terminate_handler)();
terminate_handler set_terminate(terminate_handler f) throw();
void terminate();

假设程序抛出了一个未捕获的运行时异常，并自定义终止terminate_handler。

#include <iostream>
#include <exception>

void myTerminateHandler() {
    std::cout << "Error catch uncatched exception!" << std::endl;
    exit(-1);
}

int main(int argc, char* argv[]) {
    // 自定义terminate_handler行为
    std::set_terminate(myTerminateHandler);
    // 抛出一个未捕获的异常,将会触发terminate_handler
    throw std::runtime_error("This's just a test");
    return 0;
}

C++ 异常处理机制

简单的异常处理

异常规格

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未捕获异常