讲座主题：C++异常处理的最佳实践——如何编写健壮的代码
大家好，欢迎来到今天的讲座！今天我们要聊的是一个让程序员又爱又恨的话题：C++异常处理。如果你曾经在凌晨三点被一个未捕获的异常叫醒，那么你一定会对这个话题感兴趣。别担心，我会用轻松诙谐的语言，带你一步步了解如何编写健壮的代码。
第一章：异常处理的基础知识
在开始之前，我们先来回顾一下什么是异常处理。简单来说，异常处理就是一种机制，用来应对程序运行时可能出现的意外情况。C++提供了try-catch语句来处理这些异常。
1.1 基本语法
try {
// 可能抛出异常的代码
} catch (ExceptionType &e) {
// 捕获并处理异常
}举个例子：
void divide(int a, int b) {
if (b == 0) {
throw std::runtime_error("Division by zero!");
}
std::cout << "Result: " << a / b << std::endl;
}
int main() {
try {
divide(10, 0);
} catch (const std::exception& e) {
std::cerr << "Caught exception: " << e.what() << std::endl;
}
return 0;
}在这个例子中，当b为0时，程序会抛出一个异常，并通过catch块捕获它。
第二章：常见的坑与最佳实践
2.1 不要滥用异常
虽然异常是一个强大的工具，但它并不是万能药。国外技术文档中提到，异常应该只用于处理“异常”情况，而不是普通的控制流。例如，不要用异常来表示用户输入错误或文件未找到等常见问题。
反面教材：
bool isFileExists(const std::string& filename) {
try {
std::ifstream file(filename);
return true;
} catch (...) {
return false;
}
}这种方式不仅效率低下，还会掩盖其他潜在的异常。
正确做法：
bool isFileExists(const std::string& filename) {
std::ifstream file(filename);
return file.good();
}2.2 使用具体的异常类型
捕获异常时，尽量使用具体的异常类型，而不是笼统地捕获所有异常。这样可以避免误捕获无关的异常。
错误示例：
try {
some_function();
} catch (...) {
std::cerr << "Something went wrong." << std::endl;
}正确示例：
try {
some_function();
} catch (const std::runtime_error& e) {
std::cerr << "Runtime error: " << e.what() << std::endl;
} catch (const std::logic_error& e) {
std::cerr << "Logic error: " << e.what() << std::endl;
}2.3 在构造函数中抛出异常
C++允许在构造函数中抛出异常，但要注意资源管理。如果对象分配了资源（如内存或文件句柄），需要确保在析构函数中释放它们。
class MyClass {
public:
MyClass() {
if (!initialize()) {
throw std::runtime_error("Initialization failed");
}
}
~MyClass() {
cleanup();
}
private:
bool initialize() {
// 初始化逻辑
return false; // 示例失败
}
void cleanup() {
// 清理逻辑
}
};2.4 使用RAII管理资源
RAII（Resource Acquisition Is Initialization）是一种重要的编程模式，可以确保资源在对象生命周期结束时自动释放。即使发生异常，也不会导致资源泄漏。
class FileHandler {
public:
FileHandler(const std::string& filename) : file_(filename) {
if (!file_.is_open()) {
throw std::runtime_error("Failed to open file");
}
}
~FileHandler() {
file_.close();
}
private:
std::ofstream file_;
};
void writeToFile(const std::string& filename) {
FileHandler handler(filename); // RAII确保文件关闭
handler.file_ << "Hello, world!" << std::endl;
}第三章：异常安全的三种级别
国外技术文档中提到了异常安全的三个级别，分别是：
| 级别 | 描述 |
|---|---|
| 基本异常安全 | 如果函数抛出异常，程序状态不会改变。 |
| 强异常安全 | 如果函数抛出异常，事务会被回滚，程序状态保持一致。 |
| 不抛出异常 | 函数保证不会抛出任何异常。 |
3.1 实现强异常安全
实现强异常安全的关键是使用复制-交换模式。以下是一个简单的例子：
class String {
public:
String& operator=(const String& other) {
String temp(other); // 复制
swap(temp); // 交换
return *this; // 异常安全
}
private:
void swap(String& other) {
std::swap(data_, other.data_);
}
std::string data_;
};第四章：总结与展望
今天的讲座到这里就结束了！我们学习了C++异常处理的基础知识、常见陷阱以及最佳实践。记住以下几点：
- 不要滥用异常，只用它处理真正的异常情况。
- 使用具体的异常类型，避免捕获无关的异常。
- 利用RAII管理资源，确保资源不会泄漏。
- 追求强异常安全，编写健壮的代码。
最后，希望你能把这些技巧应用到实际开发中，写出更加健壮的C++代码！如果你有任何问题，欢迎随时提问。下次见！
