异常是程序在执行期间产生的问题。C++ 异常是指在程序运行时发生的特殊情况，比如尝试除以零的操作。
异常提供了一种转移程序控制权的方式。C++ 异常处理涉及到三个关键字：try、catch、throw。
- throw: 当问题出现时，程序会抛出一个异常。这是通过使用 throw 关键字来完成的。
- catch: 在您想要处理问题的地方，通过异常处理程序捕获异常。catch 关键字用于捕获异常。
- try: try 块中的代码标识将被激活的特定异常。它后面通常跟着一个或多个 catch 块。
如果有一个块抛出一个异常，捕获异常的方法会使用 try 和 catch 关键字。try 块中放置可能抛出异常的代码，try 块中的代码被称为保护代码。使用 try/catch 语句的语法如下所示：
try
{
// 保护代码
}catch( ExceptionName e1 )
{
// catch 块
}catch( ExceptionName e2 )
{
// catch 块
}catch( ExceptionName eN )
{
// catch 块
}
如果 try 块在不同的情境下会抛出不同的异常，这个时候可以尝试罗列多个 catch 语句，用于捕获不同类型的异常。
抛出异常
您可以使用 throw 语句在代码块中的任何地方抛出异常。throw 语句的操作数可以是任意的表达式，表达式的结果的类型决定了抛出的异常的类型。
以下是尝试除以零时抛出异常的实例：
double division(int a, int b)
{
if( b == 0 )
{
throw "Division by zero condition!";
}
return (a/b);
}
捕获异常
catch 块跟在 try 块后面，用于捕获异常。您可以指定想要捕捉的异常类型，这是由 catch 关键字后的括号内的异常声明决定的。
try
{
// 保护代码
}catch( ExceptionName e )
{
// 处理 ExceptionName 异常的代码
}
上面的代码会捕获一个类型为 ExceptionName 的异常。如果您想让 catch 块能够处理 try 块抛出的任何类型的异常，则必须在异常声明的括号内使用省略号 ...，如下所示：
try
{
// 保护代码
}catch(...)
{
// 能处理任何异常的代码
}
下面是一个实例，抛出一个除以零的异常，并在 catch 块中捕获该异常。
#include <iostream>
using namespace std;
double division(int a, int b)
{
if( b == 0 )
{
throw "Division by zero condition!";
}
return (a/b);
}
int main ()
{
int x = 50;
int y = 0;
double z = 0;
try {
z = division(x, y);
cout << z << endl;
}catch (const char* msg) {
cerr << msg << endl;
}
return 0;
}
由于我们抛出了一个类型为 const char* 的异常，因此，当捕获该异常时，我们必须在 catch 块中使用 const char*。当上面的代码被编译和执行时，它会产生下列结果：
Division by zero condition!
C++ 标准的异常
C++ 提供了一系列标准的异常，定义在 <exception> 中，我们可以在程序中使用这些标准的异常。它们是以父子类层次结构组织起来的，如下所示：
下表是对上面层次结构中出现的每个异常的说明：
| 异常 | 描述 |
|---|---|
| std::exception | 该异常是所有标准 C++ 异常的父类。 |
| std::bad_alloc | 该异常可以通过 new 抛出。 |
| std::bad_cast | 该异常可以通过 dynamic_cast 抛出。 |
| std::bad_exception | 这在处理 C++ 程序中无法预期的异常时非常有用。 |
| std::bad_typeid | 该异常可以通过 typeid 抛出。 |
| std::logic_error | 理论上可以通过读取代码来检测到的异常。 |
| std::domain_error | 当使用了一个无效的数学域时，会抛出该异常。 |
| std::invalid_argument | 当使用了无效的参数时，会抛出该异常。 |
| std::length_error | 当创建了太长的 std::string 时，会抛出该异常。 |
| std::out_of_range | 该异常可以通过方法抛出，例如 std::vector 和 std::bitset<>::operator[]()。 |
| std::runtime_error | 理论上不可以通过读取代码来检测到的异常。 |
| std::overflow_error | 当发生数学上溢时，会抛出该异常。 |
| std::range_error | 当尝试存储超出范围的值时，会抛出该异常。 |
| std::underflow_error | 当发生数学下溢时，会抛出该异常。 |
定义新的异常
您可以通过继承和重载 exception 类来定义新的异常。下面的实例演示了如何使用 std::exception 类来实现自己的异常：
#include <iostream>
#include <exception>
using namespace std;
struct MyException : public exception
{
const char * what () const throw ()
{
return "C++ Exception";
}
};
int main()
{
try
{
throw MyException();
}
catch(MyException& e)
{
std::cout << "MyException caught" << std::endl;
std::cout << e.what() << std::endl;
}
catch(std::exception& e)
{
//其他的错误
}
}
这将产生以下结果：
MyException caught
C++ Exception
在这里，what() 是异常类提供的一个公共方法，它已被所有子异常类重载。这将返回异常产生的原因。