c++++标准库的异常体系基于std::exception构建,常见派生类分为逻辑错误和运行时错误。1. std::logic_error用于运行前可检测的错误,如参数非法(std::invalid_argument)、数学域错误(std::domain_error)、长度超出限制(std::length_error)、访问越界(std::out_of_range);2. std::runtime_error用于运行时错误,如数值溢出(std::overflow_error)、数值下溢(std::underflow_error)、结果超出范围(std::range_error),适用于资源或环境问题。使用时应根据错误性质选择具体类型,增强代码健壮性与处理针对性。

C++标准库的异常体系是基于std::exception这个基类构建的,它定义了程序中常见的一些错误情况。这些派生类在不同场景下使用,帮助开发者更清晰地表达错误类型,并做出相应的处理。

常见的std::exception派生类
C++标准库提供了一些常用的异常类,它们都继承自std::exception,常见的包括:

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std::logic_error:表示可以在运行前检测到的错误,通常是由于程序逻辑错误导致。 -
std::runtime_error:表示只能在运行时才能发现的错误,通常与外部环境或资源有关。
从这两个大类又派生出更多具体的异常类型,比如:
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std::invalid_argument(logic_error子类):传递给函数的参数不合法。 -
std::domain_error(logic_error子类):输入超出了函数定义的数学域。 -
std::length_error(logic_error子类):试图创建一个超出允许长度的对象。 -
std::out_of_range(logic_error子类):访问越界,例如vector的at()方法。 -
std::range_error(runtime_error子类):计算结果超出有效范围。 -
std::overflow_error(runtime_error子类):数值运算上溢。 -
std::underflow_error(runtime_error子类):数值运算下溢。
使用场景分析
1. 参数检查失败时用invalid_argument
当你写一个函数,需要对输入参数做合法性检查时,如果参数明显不符合要求,应该抛出std::invalid_argument。例如解析字符串为整数时传入空串或者非数字字符。

if (str.empty()) {
throw std::invalid_argument("Input string is empty");
}这种异常适合在编译期无法检测、但运行期能提前判断的错误。
2. 越界访问时用out_of_range
当你的容器或数据结构支持安全访问(如std::vector::at()),遇到索引越界时抛出std::out_of_range非常合适。这是用户访问非法位置时的标准做法。
try {
vec.at(100) = 42;
} catch (const std::out_of_range& e) {
std::cerr << "Out of range error: " << e.what() << '\n';
}这类异常强调的是“访问”错误,而不是构造或计算错误。
3. 构造对象长度不合理时用length_error
当你尝试构造一个对象,但指定的大小超过了系统限制或容器的最大容量,就适合抛出std::length_error。例如请求分配一个太大的vector:
try {
std::vector v(SOME_HUGE_VALUE);
} catch (const std::length_error& e) {
// 处理长度不合理的情况
} 这在一些封装良好的库中用于防止无效对象被创建。
4. 运行时资源问题用runtime_error及其子类
对于那些依赖运行时环境的错误,比如文件打开失败、网络连接中断等,应该使用std::runtime_error或其子类如std::overflow_error、std::underflow_error等。
举个例子:
if (read_from_file.fail()) {
throw std::runtime_error("Failed to read from file");
}这类错误不能通过代码静态分析发现,必须在运行时处理。
如何选择合适的异常类型?
面对多个异常类型时,可以参考以下几点来决定使用哪个:
- 如果是设计阶段就能发现的错误(比如参数不对、逻辑错误),优先考虑
std::logic_error系列。 - 如果是运行时才暴露的问题(比如资源不足、IO失败、数值溢出),使用
std::runtime_error系列。 - 尽量使用标准库提供的具体异常类,而不是直接抛出基类
std::exception,这样调用者可以根据类型做不同的处理。 - 抛出异常时,最好带上有意义的错误信息,方便调试和日志记录。
基本上就这些。选对异常类型不仅有助于写出健壮的代码,也能让异常处理更有针对性。










