程序在编译阶段编译通过，但是可能在运行阶段遭遇错误。通常程序员会称之为运行时的程序崩溃。比如常见的用0作为除数，内存分配失败或内存访问失败等等。通常我们可以添加代码，例如用判断语句来避免这种运行阶段可能会出现的错误，并通过函数返回值的方式来告诉调用它的程序块，该函数执行失败。这也是C语言的通常做法。这样可以避免程序的崩溃问题。但是会有这样的问题出现：
程序员可以检测出发生了运行时错误，但不知道怎样去处理它们（因为和用户具体的应用有关）；另一方面，用户知道怎样处理这些错误，但却无法检查它们何时发生。
而C++异常提供了新的解决思路：即将将问题检测和问题处理相分离，让一个函数在发现了自己无法处理的错误时抛出（throw）一个异常，然后它的（直接或者间接）调用者能够处理这个问题。
一、基本语法
用throw抛出异常，用try…catch捕获异常。
double func(int a, int b)
{
if (a == -b)
{
throw "Error";
}
return 2.0*a*b/(a+b);
}
int main()
{
try
{
func(-5, 5);
}
catch(char *s)
{
cout<<s<<endl;
return -1;
}
return 0;
}
首先，try后面可以跟着不止一个catch块。
其次，catch后面用括号表明类型声明，有点像函数的参数，如上述代码中说明捕获的错误消息是char字符串，也即要求throw的内容须是字符串。
再有，通常来说，该类型是某个类的引用。这么做的优点在于类的对象可以携带丰富的信息（不止一个的成员），同时，可以设计不同的类来表达在不同情况下的错误。但是要注意，与函数参数不同（函数参数为引用时，将不创建副本），当用类的引用对象作为catch块的传递参数，编译器都会另外构造一个对象的副本。也就是说，如果你以一个throw语句中抛出一个对象类型，在catch处也是通过一个对象接收，那么该对象经历了两次复制，即调用了两次复制构造函数。一次是在throw时，将“抛出到对象”复制到一个“临时对象”（这一步是必须的），然后是因为catch处使用对象接收，那么需要再从“临时对象”复制到“catch的形参变量”中； 如果你在catch中使用“引用”来接收参数，那么不需要第二次复制，即形参的引用指向临时变量。
最后，catch的匹配过程是找最先（就近）匹配的，不是最佳匹配。另外如果你想捕获所有类型的错误，可以用三个点（…）。即写成：catch (…)来实现，这很像switch语句中的default语句。
二、执行流程
throw语句类似于return语句，因为它将终止函数的运行，但是throw不是将控制权返回给调用程序，而是导致程序沿着函数的调用序列后退，直到找到包含try块的函数。这种查找方式是沿着函数的嵌套调用链向上查找。有四个函数f1(),f2(),f3(),f4(),在f2()中调f1(),f3调()f2(),f4()调f3(),main()调f4()，并在f1()抛出一个异常，在main()用catch语句捕获，f1抛出异常后，将在调用它的f2中找，若没有，则继续向上，知道main函数中找到catch块。
这个过程中毕竟有函数终止运行，但并没有导致崩溃，这是因为栈解退的过程。如果函数由于异常而终止，但没有用return而是用throw，程序将释放函数栈中的内存，但不会在释放第一个返回地址后停止，而是继续释放栈，直到找到一个位于try块中的返回地址。随后控制权将转到try块后面的catch语句，而不是函数调用后的语句，这个过程被成为栈解退。这意味着，throw语句将处理和try之间整个调用序列放在栈中的对象，包括清理临时变量内存，如果是类，则调用析构函数。这个原理也使得程序不会崩溃。
三、C++标准库中的异常类
C++标准库中也提供了很多的异常类，它们是通过类继承组织起来的。标准异常被组织成八个。
在上述继承体系中，每个类都有提供了构造函数、复制构造函数、和赋值操作符重载。
logic_error类及其子类、runtime_error类及其子类，它们的构造函数是接受一个string类型的形式参数，用于异常信息的描述；
所有的异常类都有一个what()方法，返回const char* 类型（C风格字符串）的值，描述异常信息。
| 异常名称 |
描述 |
| exception |
所有标准异常类的父类 |
| bad_alloc |
当operator new and operator new[]，请求分配内存失败时 |
| bad_exception |
这是个特殊的异常，如果函数的异常抛出列表里声明了bad_exception异常，当函数内部抛出了异常抛出列表中没有的异常，这是调用的unexpected函数中若抛出异常，不论什么类型，都会被替换为bad_exception类型 |
| bad_typeid |
使用typeid操作符，操作一个NULL指针，而该指针是带有虚函数的类，这时抛出bad_typeid异常 |
| bad_cast |
使用dynamic_cast转换引用失败的时候 |
| ios_base::failure |
io操作过程出现错误 |
| logic_error |
逻辑错误，可以在运行前检测的错误 |
| runtime_error |
运行时错误，仅在运行时才可以检测的错误 |
| ength_error |
试图生成一个超出该类型最大长度的对象时，例如vector的resize操作 |
| domain_error |
参数的值域错误，主要用在数学函数中。例如使用一个负值调用只能操作非负数的函数 |
| out_of_range |
超出有效范围 |
| invalid_argument |
参数不合适。在标准库中，当利用string对象构造bitset时，而string中的字符不是’0’或’1’的时候，抛出该异常 |
| range_error |
计算结果超出了有意义的值域范围 |
| overflow_error |
算术计算上溢 |
| underflow_error |
算术计算下溢 |
建议自己的异常类要继承标准异常类。因为C++中可以抛出任何类型的异常，所以我们的异常类可以不继承自标准异常，但是这样可能会导致程序混乱，尤其是当我们多人协同开发时。
当继承标准异常类时，应该重载父类的what函数和虚析构函数。
因为栈解退的过程中，要复制异常类型，那么要根据你在类中添加的成员考虑是否提供自己的复制构造函数。
四、异常的优缺点
异常的存在可以说明有它的优点：
1.函数的返回值可以忽略，但异常不可忽略。如果程序出现异常，但是没有被捕获，程序就会终止，这多少会促使程序员开发出来的程序更健壮一点。而如果使用C语言的error宏或者函数返回值，调用者都有可能忘记检查，从而没有对错误进行处理，结果造成程序莫名其面的终止或出现错误的结果。
2.整型返回值没有任何语义信息。而异常却包含语义信息，有时你从类名就能够体现出来。
3.整型返回值缺乏相关的上下文信息。异常作为一个类，可以拥有自己的成员，这些成员就可以传递足够的信息。
4.异常处理可以在调用跳级。这是一个代码编写时的问题：假设在有多个函数的调用栈中出现了某个错误，使用整型返回码要求你在每一级函数中都要进行处理。而使用异常处理的栈展开机制，只需要在一处进行处理就可以了，不需要每级函数都处理。
但是任何事情都是两面性的，异常有好处就有坏处。如果你是C++程序员，并且希望在你的代码中使用异常，那么下面的问题是你要注意的。
1.性能问题。这个一般不会成为瓶颈，但是如果你编写的是高性能或者实时性要求比较强的软件，就需要考虑了。
2.指针和动态分配导致的内存回收问题：在C++中，不会自动回收动态分配的内存，如果遇到异常就需要考虑是否正确的回收了内存。
3.如果你没有在函数的异常抛出列表指定要抛出的异常，意味着你可以抛出任何异常。
4.C++中编译时不会检查函数的异常抛出列表。这意味着你在编写C++程序时，如果在函数中抛出了没有在异常抛出列表中声明的异常，编译时是不会报错的。
5.在C++中，你可以抛出任何类型，你甚至可以抛出一个整型。（当然，在C++中如果你catch中接收时使用的是对象，而不是引用的话，那么你抛出的对象必须要是能够复制的。这是语言的要求，不是异常处理的要求）。
6. 记住！不要在析构函数里和构造函数里抛异常。分别可能会导致对象数据清理不完全，造成内存泄漏。可能会造成对象初始化不完全，在别人使用时可能调用都野指针。
7. 异常抛出后，会打乱程序执行流，会释放局部存储对象，因此在调试含异常的代码比较难调试。
五、异常类实例
#include <iostream>
#include <string>
#include <exception>
using namespace std;
class CExcep:public exception
{
public:
CExcep(){};
virtual ~CExcep(){};
virtual string what()
{
string msg = "CExcept Error: b of a/b cant be 0!";
return msg;
}
};
double func(int a, int b)
{
if (a == -b)
{
throw CExcep();
}
return 2.0*a*b/(a+b);
}
int main()
{
int a,b;
double c;
cin>>a>>b;
try
{
c = func(a, b);
}
catch(CExcep &e)
{
cout<<e.what()<<endl;
return -1;
}
cout<<"result = "<<c<<endl;
cin.get();
cin.get();
return 0;
}
