C++ 中的異常和堆棧展開
在 C++ 異常機制中，控制從 throw 語句移至可處理引發類型的第一個 catch 語句。在到達 catch 語句時，throw 語句和 catch 語句之間的范圍內的所有自動變量將在名為“堆棧展開”的過程中被銷毀。在堆棧展開中，執行將繼續，如下所示：
控制通過正常順序執行到達 try 語句。執行 try 塊內的受保護部分。
如果執行受保護的部分的過程中未引發異常，將不會執行 try 塊后面的 catch 子句。執行將在關聯的 try 塊后的最后一個 catch 子句后面的語句上繼續。
如果執行受保護部分的過程中或在受保護的部分調用的任何例程中引發異常（直接或間接），則從通過 throw 操作數創建的對象中創建異常對象。（這意味著，可能會涉及復制構造函數。）此時，編譯器會在權限更高的執行上下文中查找可處理引發的類型異常的 catch 子句，或查找可以處理任何類型的異常的 catch 處理程序。按照 catch 處理程序在 try 塊后面的顯示順序檢查這些處理程序。如果未找到適當的處理程序，則檢查下一個動態封閉的 try 塊。此過程將繼續，直到檢查最外面的封閉 try 塊。
如果仍未找到匹配的處理程序，或者在展開過程中但在處理程序獲得控制前發生異常，則調用預定義的運行時函數 terminate。如果在引發異常后但在展開開始前發生異常，則調用 terminate。
如果找到匹配的 catch 處理程序，并且它通過值進行捕獲，則通過復制異常對象來初始化其形參。如果它通過引用進行捕獲，則初始化參數以引用異常對象。在初始化形參后，堆棧的展開過程將開始。這包括對與 catch 處理程序關聯的 try 塊的開頭和異常的引發站點之間完全構造（但尚未析構）的所有自動對象的析構。析構按照與構造相反的順序發生。執行 catch 處理程序且程序會在最后一個處理程序之后（即，在不是 catch 處理程序的第一個語句或構造處）恢復執行。控制只能通過引發的異常進入 catch 處理程序，而絕不會通過 goto 語句或 switch 語句中的 case 標簽進入。
堆棧展開示例
以下示例演示引發異常時如何展開堆棧。線程執行將從 C 中的 throw 語句跳轉到 main 中的 catch 語句，并在此過程中展開每個函數。請注意創建 Dummy 對象的順序，并且會在它們超出范圍時將其銷毀。還請注意，除了包含 catch 語句的 main 之外，其他函數均未完成。函數 A 絕不會從其對 B() 的調用返回，并且 B 絕不會從其對 C() 的調用返回。如果取消注釋 Dummy 指針和相應的 delete 語句的定義并運行程序，請注意絕不會刪除該指針。這說明了當函數不提供異常保證時會發生的情況。有關詳細信息，請參閱“如何：針對異常進行設計”。如果注釋掉 catch 語句，則可以觀察當程序因未經處理的異常而終止時將發生的情況。
#include <string>#include <iostream>using namespace std;class MyException{};class Dummy{ public: Dummy(string s) : MyName(s) { PrintMsg("Created Dummy:"); } Dummy(const Dummy& other) : MyName(other.MyName){ PrintMsg("Copy created Dummy:"); } ~Dummy(){ PrintMsg("Destroyed Dummy:"); } void PrintMsg(string s) { cout << s << MyName << endl; } string MyName; int level;};void C(Dummy d, int i){ cout << "Entering FunctionC" << endl; d.MyName = " C"; throw MyException(); cout << "Exiting FunctionC" << endl;}void B(Dummy d, int i){ cout << "Entering FunctionB" << endl; d.MyName = "B"; C(d, i + 1); cout << "Exiting FunctionB" << endl; }void A(Dummy d, int i){ cout << "Entering FunctionA" << endl; d.MyName = " A" ; // Dummy* pd = new Dummy("new Dummy"); //Not exception safe!!! B(d, i + 1); // delete pd; cout << "Exiting FunctionA" << endl; }int main(){ cout << "Entering main" << endl; try { Dummy d(" M"); A(d,1); } catch (MyException& e) { cout << "Caught an exception of type: " << typeid(e).name() << endl; } cout << "Exiting main." << endl; char c; cin >> c;} 輸出：Entering main Created Dummy: M Copy created Dummy: M Entering FunctionA Copy created Dummy: A Entering FunctionB Copy created Dummy: B Entering FunctionC Destroyed Dummy: C Destroyed Dummy: B Destroyed Dummy: A Destroyed Dummy: M Caught an exception of type: class MyException Exiting main.
異常規范 (throw)
異常規范是在 C++11 中棄用的 C++ 語言功能。這些規范原本用來提供有關可從函數引發哪些異常的摘要信息，但在實際應用中發現這些規范存在問題。證明確實有一定用處的一個異常規范是 throw() 規范。例如:
void MyFunction(int i) throw();
告訴編譯器函數不引發任何異常。它相當于使用 __declspec(nothrow)。這種用法是可選的。
(C++11) 在 ISO C++11 標準中，引入了 noexcept 運算符，該運算符在 Visual Studio 2015 及更高版本中受支持。盡可能使用 noexcept 指定函數是否可能會引發異常。
Visual C++ 中實現的異常規范與 ISO C++ 標準有所不同。下表總結了 Visual C++ 的異常規范實現：
| 異常規范 | 含義 |
|---|---|
| throw() | 函數不會引發異常。但是，如果從標記為 throw() 函數引發異常，Visual C++ 編譯器將不會調用意外處理函數。如果使用 throw() 標記一個函數，則 Visual C++ 編譯器假定該函數不會引發 C++ 異常，并相應地生成代碼。由于 C++ 編譯器可能會執行代碼優化（基于函數不會引發任何 C++ 異常的假設），因此，如果函數引發異常，則程序可能無法正確執行。 |
| throw(...) | 函數可以引發異常。 |
| throw(type) | 函數可以引發 type 類型的異常。但是，在 Visual C++ .NET 中，這被解釋為 throw(...)。 |
如果在應用程序中使用異常處理，則一定有一個或多個函數處理引發的異常。在引發異常的函數和處理異常的函數間調用的所有函數必須能夠引發異常。
函數的引發行為基于以下因素：
- 您是否在 C 或 C++ 下編譯函數。
- 您所使用的 /EH 編譯器選項。
- 是否顯式指定異常規范。
不允許對 C 函數使用顯式異常規范。
下表總結了函數的引發行為：
// exception_specification.cpp// compile with: /EHs#include <stdio.h>void handler() { printf_s("in handler/n");}void f1(void) throw(int) { printf_s("About to throw 1/n"); if (1) throw 1;}void f5(void) throw() { try { f1(); } catch(...) { handler(); }}// invalid, doesn't handle the int exception thrown from f1()// void f3(void) throw() {// f1();// }void __declspec(nothrow) f2(void) { try { f1(); } catch(int) { handler(); }}// only valid if compiled without /EHc // /EHc means assume extern "C" functions don't throw exceptionsextern "C" void f4(void);void f4(void) { f1();}int main() { f2(); try { f4(); } catch(...) { printf_s("Caught exception from f4/n"); } f5();} 輸出：
About to throw 1in handlerAbout to throw 1Caught exception from f4About to throw 1in handler
