C++标准库异常有哪些常用类型 std exception及其派生类介绍

c++++标准库中的异常体系基于std::exception类构建，位于头文件中。1. std::exception是所有标准异常的基类，定义了返回错误信息的虚函数what()。2. 逻辑错误类型包括：std::logic_error（逻辑错误基类）、std::invalid_argument（无效参数）、std::domain_error（定义域错误）、std::length_error（长度超出限制）、std::out_of_range（访问越界）。3. 运行时错误类型包括：std::runtime_error（运行时错误基类）、std::range_error（范围错误）、std::overflow_error/underflow_error（上溢/下溢错误）、std::regex_error（正则表达式错误）、std::system_error（系统错误）。4. 其他特殊异常包括：std::bad_alloc（内存分配失败）、std::bad_cast（dynamic_cast失败）、std::bad_typeid（typeid空指针）、std::bad_function_call（调用空function）。建议自定义异常从std::exception或其派生类继承并重写what()方法以保持一致性。

C++标准库中的异常体系是基于 std::exception 类构建的，它位于 头文件中。这个类是所有标准异常类型的基类，开发者也可以从它派生自己的异常类。在实际编程中，我们通常会使用其派生出的具体异常类型来区分不同的错误情况。

下面是一些常用的异常类型及其适用场景，帮助你在不同情况下选择合适的异常类。

1. std::exception —— 所有标准异常的基类

这是 C++ 标准库中所有异常类的根类。它定义了一个虚函数 what()，用于返回描述异常的字符串信息：

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virtual const char* what() const noexcept;

虽然我们可以直接抛出和捕获 std::exception 对象，但通常更推荐使用其派生类，因为它们提供了更具体的错误信息。

2. 逻辑错误相关的异常类型

这些异常表示程序在运行前就可能发现的错误，通常是由于调用者传入了不合法的参数或违反了某种前提条件。

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• std::logic_error
  这是逻辑错误类的基类，你可以从中派生自定义逻辑错误。

• std::invalid_argument
  当函数接收到一个无效的参数时抛出。例如，将字符串转换为数字时输入了非数字字符。

• std::domain_error
  表示函数的参数不在允许的定义域内。例如数学函数中负数开平方。

• std::length_error
  当试图创建一个超出最大允许长度的对象时抛出，比如 std::string 的 append 方法。

• std::out_of_range
  访问越界时抛出，例如使用 vector::at() 或 map::at() 访问不存在的元素。

3. 运行时错误相关的异常类型

这些异常表示在运行过程中发生的不可预测的问题，通常无法在编译阶段检测到。

• std::runtime_error
  运行时错误的基类。

• std::range_error
  表示计算结果超出了可用范围，例如浮点数精度溢出。

• std::overflow_error / std::underflow_error
  分别表示上溢和下溢错误，常用于数值计算中。

• std::regex_error
  使用正则表达式时发生错误，比如语法错误。

• std::system_error
  与系统底层操作相关的问题，如文件打开失败、网络连接中断等。它包含一个 std::error_code 来提供更多细节。

4. 其他特殊情况下的异常

除了上述两类之外，还有一些特殊的异常用于特定场景：

• std::bad_alloc
  当 new 操作符分配内存失败时抛出。

• std::bad_cast
  在 dynamic_cast 转换失败时抛出（仅用于引用类型）。

• std::bad_typeid
  如果对空指针执行 typeid 操作，会抛出此异常。

• std::bad_function_call
  调用一个空的 std::function 对象时抛出。

如果你需要自定义异常类，建议从 std::exception 或其派生类继承，并重写 what() 方法。例如：

struct my_exception : public std::runtime_error {
    my_exception() : std::runtime_error("Custom error occurred") {}
};

这样可以保持异常体系的一致性，并方便统一处理。

基本上就这些，C++ 标准库提供的异常类型已经覆盖了大多数常见错误场景。合理使用这些异常类型，可以让代码更具可读性和健壮性。