面试题：C++异常处理机制中异常的抛出与捕获原理

Question

请详细阐述在C++中异常是如何抛出以及被捕获的？在函数调用链中异常传递的规则是什么？请举例说明。

Answer 1

1. 异常的抛出：

   • 在C++中，使用throw关键字来抛出异常。throw可以抛出任何类型的值，包括内置类型（如int、double等）、自定义类型（类）等。例如：

   void divide(int a, int b) {
       if (b == 0) {
           throw "Division by zero";
       }
       std::cout << "Result: " << a / b << std::endl;
   }
   

   • 这里当b为0时，抛出一个const char*类型的异常，表示“Division by zero”。

2. 异常的捕获：

   • 异常通过try - catch块来捕获。try块包含可能抛出异常的代码。catch块用于捕获并处理特定类型的异常。例如：

   int main() {
       try {
           divide(10, 0);
       } catch (const char* msg) {
           std::cerr << "Caught exception: " << msg << std::endl;
       }
       return 0;
   }
   

   • 在上述代码中，try块调用divide函数，该函数可能抛出异常。catch块捕获const char*类型的异常，并输出错误信息。

3. 函数调用链中异常传递的规则：

   • 当一个函数抛出异常时，如果该函数内部没有捕获异常，异常会沿着函数调用链向上传递，直到被某个catch块捕获。
   • 例如：

   void functionC() {
       throw 42;
   }
   void functionB() {
       functionC();
   }
   void functionA() {
       try {
           functionB();
       } catch (int e) {
           std::cerr << "Caught in functionA: " << e << std::endl;
       }
   }
   int main() {
       functionA();
       return 0;
   }
   

   • 在这个例子中，functionC抛出一个int类型的异常，functionB没有捕获这个异常，异常继续向上传递到functionA，functionA通过catch (int e)捕获到该异常并处理。如果functionA也没有捕获异常，异常会继续向上传递到main函数，若main函数也不捕获，程序将调用std::terminate终止运行。