C++ 異常處理入門：try-catch 機制、拋出傳播與錯誤分類

程式錯誤三分類

1. 語法錯誤：編譯期發現，最易修復
2. 邏輯錯誤：功能不符預期，除錯解決
3. 執行期錯誤：除零、記憶體耗盡、越界、檔案不存在 → 異常機制解決

異常處理流程

拋出 → 檢測 → 捕獲
throw → try   → catch

基礎語法

try {
    // 可能拋出異常的代碼
} catch (ExceptionType& e) {
    // 處理異常
}

• try 區塊：監測異常拋出
• catch 區塊：匹配類型並處理
• 若 try 無異常拋出，catch 不執行

關鍵認知：必須顯式拋出

string s = "abc";
char c1 = s[100];      // 未檢查，Undefined Behavior，程式可能崩潰
char c2 = s.at(100);   // 檢查越界，拋出 out_of_range 異常

at() 拋出異常，[] 不拋出。無拋出 = 無捕獲，即使有錯誤 try 也檢測不到。

捕獲標準異常範例

string s = "https://c.biancheng.net";
try {
    char c = s.at(100);  // 拋出 out_of_range
} catch (exception& e) { // 捕獲所有標準異常
    cout << "[2] out of bound!" << endl;
}

執行流直接跳轉到 catch，拋出點之後的 try 區塊代碼永不執行。catch 結束後，程式繼續執行 catch 之後的代碼。

異常傳播：穿透呼叫堆疊

void inner() { throw "error"; }
void outer() { inner(); cout << "outer after"; } // 不執行
int main() {
    try { outer(); cout << "main after"; } // 不執行
    catch (const char* e) { cout << e; }   // 輸出 error
}

異常沿呼叫鏈向上傳播，中間函數未捕獲則自動穿透，未執行代碼全部跳過。

直接拋出異常

try {
    throw "Unknown Exception"; // 手動拋出字串字面值
} catch (const char* e) {
    cout << e; // Unknown Exception
}

健康提醒

長期熬夜寫代碼易誘發神經衰弱、失眠。程序員請注意勞逸結合、多運動、陪伴家人，身體是革命本錢。

總結

異常機制給程式「起死回生」機會：顯式拋出 → try 檢測 → catch 處理 → 繼續執行。掌握「必須拋出才能捕獲」「傳播穿透呼叫鏈」「執行流跳轉不返回」三大核心行為，即可從容應對執行期錯誤。