開發程式是一項“燒腦”的工作，程式設計師不但要經過長期的知識學習和思維訓練，還要做到一絲不苟，注意每一個細節和邊界。即使這樣，也不能防止程式出錯。

專家指出，長期作息不規律 + 用腦過度的危害很大，可能會誘發神經衰弱、失眠等疾病。我就是受害者之一，曾被失眠困擾了好幾年，不但入睡困難，還容易早醒。程式設計師要注意勞逸結合，多去健身房，多跑步，多打球，多陪女朋友旅遊等，千萬不要熬夜，以為深夜寫程式碼效率高，這樣會透支年輕的身體。

程式的錯誤大致可以分為三種，分別是語法錯誤、邏輯錯誤和執行時錯誤：
1) 語法錯誤在編譯和連結階段就能發現，只有 100% 符合語法規則的程式碼才能生成可執行程式。語法錯誤是最容易發現、最容易定位、最容易排除的錯誤，程式設計師最不需要擔心的就是這種錯誤。

2) 邏輯錯誤是說我們編寫的程式碼思路有問題，不能夠達到最終的目標，這種錯誤可以通過除錯來解決。

3) 執行時錯誤是指程式在執行期間發生的錯誤，例如除數為 0、記憶體分配失敗、陣列越界、檔案不存在等。C++ 異常（Exception）機制就是為解決執行時錯誤而引入的。

執行時錯誤如果放任不管，系統就會執行預設的操作，終止程式執行，也就是我們常說的程式崩潰（Crash）。C++ 提供了異常（Exception）機制，讓我們能夠捕獲執行時錯誤，給程式一次“起死回生”的機會，或者至少告訴使用者發生了什麼再終止程式。

【例1】一個發生執行時錯誤的程式：

1. #include <iostream>
2. #include <string>
3. using namespace std;
4. int main(){
5. stringstr = "http://c.biancheng.net";
6. char ch1 = str[100]; //下標越界，ch1為垃圾值
7. cout<<ch1<<endl;
8. char ch2 = str.at(100); //下標越界，丟擲異常
9. cout<<ch2<<endl;
10. return 0;
11. }

執行程式碼，在控制檯輸出 ch1 的值後程序崩潰。下面我們來分析一下原因。

at() 是 string 類的一個成員函式，它會根據下標來返回字串的一個字元。與[ ]不同，at() 會檢查下標是否越界，如果越界就丟擲一個異常；而[ ]不做檢查，不管下標是多少都會照常訪問。

所謂丟擲異常，就是報告一個執行時錯誤，程式設計師可以根據錯誤資訊來進一步處理。

上面的程式碼中，下標 100 顯然超出了字串 str 的長度。由於第 6 行程式碼不會檢查下標越界，雖然有邏輯錯誤，但是程式能夠正常執行。而第 8 行程式碼則不同，at() 函式檢測到下標越界會丟擲一個異常，這個異常可以由程式設計師處理，但是我們在程式碼中並沒有處理，所以系統只能執行預設的操作，也即終止程式執行。

捕獲異常

我們可以藉助 C++ 異常機制來捕獲上面的異常，避免程式崩潰。捕獲異常的語法為：

try{
    // 可能丟擲異常的語句
}catch(exceptionType variable){
    // 處理異常的語句
}

try和catch都是 C++ 中的關鍵字，後跟語句塊，不能省略{ }。try 中包含可能會丟擲異常的語句，一旦有異常丟擲就會被後面的 catch 捕獲。從 try 的意思可以看出，它只是“檢測”語句塊有沒有異常，如果沒有發生異常，它就“檢測”不到。catch 是“抓住”的意思，用來捕獲並處理 try 檢測到的異常；如果 try 語句塊沒有檢測到異常（沒有異常丟擲），那麼就不會執行 catch 中的語句。

這就好比，catch 告訴 try：你去檢測一下程式有沒有錯誤，有錯誤的話就告訴我，我來處理，沒有的話就不要理我！

catch 關鍵字後面的exceptionType variable指明瞭當前 catch 可以處理的異常型別，以及具體的出錯資訊。我們稍後再對異常型別展開講解，當務之急是演示一下 try-catch 的用法，先讓讀者有一個整體上的認識。

【例2】修改上面的程式碼，加入捕獲異常的語句：

1. #include <iostream>
2. #include <string>
3. #include <exception>
4. using namespace std;
5. int main(){
6. stringstr = "http://c.biancheng.net";
7. try{
8. char ch1 = str[100];
9. cout<<ch1<<endl;
10. }catch(exceptione){
11. cout<<"[1]out of bound!"<<endl;
12. }
13. try{
14. char ch2 = str.at(100);
15. cout<<ch2<<endl;
16. }catch(exception&e){ //exception類位於<exception>標頭檔案中
17. cout<<"[2]out of bound!"<<endl;
18. }
19. return 0;
20. }

執行結果：
(
[2]out of bound!

可以看出，第一個 try 沒有捕獲到異常，輸出了一個沒有意義的字元（垃圾值）。因為[ ]不會檢查下標越界，不會丟擲異常，所以即使有錯誤，try 也檢測不到。換句話說，發生異常時必須將異常明確地丟擲，try 才能檢測到；如果不丟擲來，即使有異常 try 也檢測不到。所謂丟擲異常，就是明確地告訴程式發生了什麼錯誤。

第二個 try 檢測到了異常，並交給 catch 處理，執行 catch 中的語句。需要說明的是，異常一旦丟擲，會立刻被 try 檢測到，並且不會再執行異常點（異常發生位置）後面的語句。本例中丟擲異常的位置是第 17 行的 at() 函式，它後面的 cout 語句就不會再被執行，所以看不到它的輸出。

說得直接一點，檢測到異常後程序的執行流會發生跳轉，從異常點跳轉到 catch 所在的位置，位於異常點之後的、並且在當前 try 塊內的語句就都不會再執行了；即使 catch 語句成功地處理了錯誤，程式的執行流也不會再回退到異常點，所以這些語句永遠都沒有執行的機會了。本例中，第 18 行程式碼就是被跳過的程式碼。

執行完 catch 塊所包含的程式碼後，程式會繼續執行 catch 塊後面的程式碼，就恢復了正常的執行流。

為了演示「不明確地丟擲異常就檢測不到異常」，大家不妨將第 10 行程式碼改為char ch1 = str[100000000];，訪問第 100 個字元可能不會發生異常，但是訪問第 1 億個字元肯定會發生異常了，這個異常就是記憶體訪問錯誤。執行更改後的程式，會發現第 10 行程式碼產生了異常，導致程式崩潰了，這說明 try-catch 並沒有捕獲到這個異常。

關於「如何丟擲異常」，我們將在下節講解，這裡重點是讓大家明白異常的處理流程：

丟擲（Throw）--> 檢測（Try） --> 捕獲（Catch）

發生異常的位置

異常可以發生在當前的 try 塊中，也可以發生在 try 塊所呼叫的某個函式中，或者是所呼叫的函式又呼叫了另外的一個函式，這個另外的函式中發生了異常。這些異常，都可以被 try 檢測到。

1) 下面的例子演示了 try 塊中直接發生的異常：

1. #include <iostream>
2. #include <string>
3. #include <exception>
4. using namespace std;
5. int main(){
6. try{
7. throw "Unknown Exception"; //丟擲異常
8. cout<<"This statement will not be executed."<<endl;
9. }catch(const char* &e){
10. cout<<e<<endl;
11. }
12. return 0;
13. }

執行結果：
Unknown Exception

throw關鍵字用來丟擲一個異常，這個異常會被 try 檢測到，進而被 catch 捕獲。關於 throw 的用法，我們將在下節深入講解，這裡大家只需要知道，在 try 塊中直接丟擲的異常會被 try 檢測到。

2) 下面的例子演示了 try 塊中呼叫的某個函式中發生了異常：

1. #include <iostream>
2. #include <string>
3. #include <exception>
4. using namespace std;
5. void func(){
6. throw "Unknown Exception"; //丟擲異常
7. cout<<"[1]This statement will not be executed."<<endl;
8. }
9. int main(){
10. try{
11. func();
12. cout<<"[2]This statement will not be executed."<<endl;
13. }catch(const char* &e){
14. cout<<e<<endl;
15. }
16. return 0;
17. }

執行結果：
Unknown Exception

func() 在 try 塊中被呼叫，它丟擲的異常會被 try 檢測到，進而被 catch 捕獲。從執行結果可以看出，func() 中的 cout 和 try 中的 cout 都沒有被執行。

3) try 塊中呼叫了某個函式，該函式又呼叫了另外的一個函式，這個另外的函式丟擲了異常：

1. #include <iostream>
2. #include <string>
3. #include <exception>
4. using namespace std;
5. void func_inner(){
6. throw "Unknown Exception"; //丟擲異常
7. cout<<"[1]This statement will not be executed."<<endl;
8. }
9. void func_outer(){
10. func_inner();
11. cout<<"[2]This statement will not be executed."<<endl;
12. }
13. int main(){
14. try{
15. func_outer();
16. cout<<"[3]This statement will not be executed."<<endl;
17. }catch(const char* &e){
18. cout<<e<<endl;
19. }
20. return 0;
21. }

執行結果：
Unknown Exception

發生異常後，程式的執行流會沿著函式的呼叫鏈往前回退，直到遇見 try 才停止。在這個回退過程中，呼叫鏈中剩下的程式碼（所有函式中未被執行的程式碼）都會被跳過，沒有執行的機會了。