拋出例外

拋出例外 (exception) 會將控制權轉移給處理常式 (handler)。

例外可以從 throw 表達式拋出，以下情況也可能拋出例外：

一旦建構了例外物件，控制流會向後運作（沿著呼叫堆疊向上），直到到達 try 區塊的起點，此時會將所有相關處理常式的參數按出現順序與例外物件的類型進行比較，以找到匹配項。如果找不到匹配項，控制流會繼續解開堆疊，直到下一個 try 區塊，依此類推。如果找到匹配項，控制流會跳轉至匹配的處理常式。

當控制流沿呼叫堆疊向上移動時，會呼叫自該對應 try 區塊進入以來已建構但尚未銷毀的所有具有自動儲存期 (automatic storage duration) 物件的解構函式，呼叫順序為建構完成順序的逆序。如果從局部變數的解構函式或 return 陳述式中使用的臨時物件解構函式拋出例外，則會呼叫從該函式返回物件的解構函式。

如果從物件的建構函式或（罕見的）解構函式中拋出例外（無論該物件的儲存期為何），會呼叫所有已完整建構的非靜態、非變體成員及基底類別的解構函式，呼叫順序為建構完成順序的逆序。類聯集類別 (union-like classes) 的變體成員僅在從建構函式解開堆疊時銷毀，若在初始化與銷毀之間變更了活動成員，則行為未定義。

如果委派建構函式 (delegating constructor) 在非委派建構函式成功完成後以例外退出，則會呼叫該物件的解構函式。

（C++11 起）

如果例外是由 new 表達式呼叫的建構函式所拋出，則會呼叫對應的記憶體釋放函式 (deallocation function)（若有提供）。

此過程稱為 堆疊解開 (stack unwinding)。

如果在例外物件初始化之後且例外處理常式開始之前，任何由堆疊解開機制直接呼叫的函式以例外退出，則會呼叫 std::terminate。此類函式包括：已退出作用域的自動儲存期物件的解構函式，以及（若未進行複製消除）為初始化傳值捕獲參數而呼叫的例外物件複製建構函式。

如果拋出的例外未被捕獲（包含脫離 std::thread 初始函式、main 函式，以及任何靜態或執行緒局部物件的建構函式或解構函式的例外），則會呼叫 std::terminate。對於未捕獲的例外是否進行堆疊解開，由實作定義。

[編輯] 附註

在重新拋出例外時，必須使用第二種形式以避免在例外物件使用繼承的（典型）情況下發生物件切割 (object slicing)。

try
{
    std::string("abc").substr(10); // throws std::out_of_range
}
catch (const std::exception& e)
{
    std::cout << e.what() << '\n';
//  throw e; // copy-initializes a new exception object of type std::exception
    throw;   // rethrows the exception object of type std::out_of_range
}

throw 表達式被分類為類型為 void 的純右值表達式 (prvalue expression)。與任何其他表達式一樣，它可以作為另一個表達式的子表達式，最常見的是在條件運算子中。

double f(double d)
{
    return d > 1e7 ? throw std::overflow_error("too big") : d;
}
 
int main()
{
    try
    {
        std::cout << f(1e10) << '\n';
    }
    catch (const std::overflow_error& e)
    {
        std::cout << e.what() << '\n';
    }
}

[編輯] 關鍵字

throw

[編輯] 範例

執行此程式碼

#include <iostream>
#include <stdexcept>
 
struct A
{
    int n;
 
    A(int n = 0): n(n) { std::cout << "A(" << n << ") constructed successfully\n"; }
    ~A() { std::cout << "A(" << n << ") destroyed\n"; }
};
 
int foo()
{
    throw std::runtime_error("error");
}
 
struct B
{
    A a1, a2, a3;
 
    B() try : a1(1), a2(foo()), a3(3)
    {
        std::cout << "B constructed successfully\n";
    }
    catch(...)
    {
        std::cout << "B::B() exiting with exception\n";
    }
 
    ~B() { std::cout << "B destroyed\n"; }
};
 
struct C : A, B
{
    C() try
    {
        std::cout << "C::C() completed successfully\n";
    }
    catch(...)
    {
        std::cout << "C::C() exiting with exception\n";
    }
 
    ~C() { std::cout << "C destroyed\n"; }
};
 
int main () try
{
    // creates the A base subobject
    // creates the a1 member of B
    // fails to create the a2 member of B
    // unwinding destroys the a1 member of B
    // unwinding destroys the A base subobject
    C c;
}
catch (const std::exception& e)
{
    std::cout << "main() failed to create C with: " << e.what();
}

輸出

A(0) constructed successfully
A(1) constructed successfully
A(1) destroyed
B::B() exiting with exception
A(0) destroyed
C::C() exiting with exception
main() failed to create C with: error

[編輯] 缺陷報告

下列更改行為的缺陷報告追溯應用於之前的 C++ 標準。

DR	應用於	出版時的行為	正確的行為
CWG 499	C++98	陣列因未知邊界而無法拋出，因為其類型不完整，但例外物件可以從衰退後的指標毫無問題地建立	將類型完成要求應用於例外物件本身
CWG 668	C++98	若從局部非自動物件的解構函式中拋出例外，不會呼叫 std::terminate	呼叫 std::terminate 在此情況下
CWG 1863	C++11	僅能移動的例外物件在拋出時不需要複製建構函式，但稍後允許複製	要求複製建構函式
CWG 1866	C++98	從建構函式解開堆疊時變體成員洩漏	變體成員被銷毀
CWG 2176	C++98	從局部變數解構函式拋出可能跳過回傳值解構函式	函式回傳值加入至解開程序
CWG 2699	C++98	throw "EX" 實際上會拋出 char* 而非 const char*	已修正
CWG 2711	C++98	複製初始化的來源例外物件未被指定	從表達式複製初始化
CWG 2775	C++98	例外物件複製初始化要求不明確	現已明確化
CWG 2854	C++98	例外物件的儲存期不明確	現已明確化
P1825R0	C++11	在 `throw` 中禁止隱式從參數移動	已允許

[編輯] 參考資料

C++23 標準 (ISO/IEC 14882:2024)

7.6.18 Throwing an exception [expr.throw]

14.2 Throwing an exception [except.throw]

C++20 標準 (ISO/IEC 14882:2020)

7.6.18 Throwing an exception [expr.throw]

14.2 Throwing an exception [except.throw]

C++17 標準 (ISO/IEC 14882:2017)

8.17 Throwing an exception [expr.throw]

18.1 Throwing an exception [except.throw]

C++14 標準 (ISO/IEC 14882:2014)

15.1 Throwing an exception [except.throw]

C++11 標準 (ISO/IEC 14882:2011)

15.1 Throwing an exception [except.throw]

C++03 標準 (ISO/IEC 14882:2003)

15.1 Throwing an exception [except.throw]

C++98 標準 (ISO/IEC 14882:1998)

15.1 Throwing an exception [except.throw]

[編輯] 參見

動態例外規格

(直到 C++17)

編譯器支援
獨立式與託管式
語言
標準函式庫
標準函式庫標頭檔
具名要求
特性測試巨集 (C++20)
語言支援函式庫
概念函式庫 (C++20)
診斷函式庫
記憶體管理函式庫
元編程函式庫 (C++11)
通用公用程式函式庫
容器函式庫
疊代器函式庫
Ranges 函式庫 (C++20)
演算法函式庫
字串函式庫
文本處理函式庫
數值函式庫
日期與時間函式庫
輸入/輸出函式庫
檔案系統函式庫 (C++17)
並行支援函式庫 (C++11)
執行控制函式庫 (C++26)
技術規範
符號索引
外部函式庫

try 區塊
拋出例外
處理例外
例外規格
noexcept 規格 (C++11)
動態規格 (C++17 前*)
noexcept 運算子 (C++11)

cppreference.com

命名空間

變體

檢視

動作

拋出例外

目錄

[編輯] 例外物件

[編輯] 例外物件的建構與解構

[編輯] throw 表達式

[編輯] 堆疊解開