在上一节“异常的必要性”中，我们讨论了使用返回码会导致控制流与错误流交织，从而对两者形成制约。C++ 通过三个相互配合的关键字实现异常机制：throw、try 与 catch。
抛出异常
现实生活中，我们经常用“信号”表示特定事件的发生。例如美式足球中，若球员犯规，裁判会掷出黄旗并吹停比赛，随后判罚并执行；罚则完成后比赛照常继续。
在 C++ 中，throw 语句用于发出异常或错误信号（可类比掷出黄旗）。发出异常亦常称为“引发异常”。
使用 throw 语句时，仅需在关键字 throw 后给出任意数据类型的值，用以指示发生了错误。该值通常为错误码、问题描述或自定义异常类。
示例如下：
throw -1; // 抛出整型字面量
throw ENUM_INVALID_INDEX; // 抛出枚举值
throw "Can not take square root of negative number"; // 抛出 C 风格字符串
throw dX; // 抛出先前定义的 double 变量
throw MyException("Fatal Error"); // 抛出 MyException 类对象
以上各语句均表示某种需要处理的问题已经发生。
捕获异常
仅抛出异常并不完整。回到美式足球的比喻：裁判掷出黄旗后，接下来会怎样？球员注意到犯规并停止比赛，比赛的正常流程被打断。
在 C++ 中，我们使用关键字 try 定义一段语句序列（称为 try 块）。try 块充当观察者，监视该块内任何语句抛出的异常。
示例：
try
{
// 可能抛出欲处理异常的语句置于此处
throw -1; // 一条简单的 throw 语句
}
注意，try 块并不定义如何处理异常；它仅告诉程序：“若本块内有语句抛出异常，请将其捕获！”
处理异常
美式足球比喻的最后一步：裁判判罚并执行，比赛方能继续。在 C++ 中，异常的实际处理由 catch 块完成。catch 关键字用于定义一段代码（catch 块），该块负责处理某一特定数据类型的异常。
示例：捕获整型异常的 catch 块
catch (int x)
{
// 在此处处理 int 类型异常
std::cerr << "捕获到 int 异常，其值为：" << x << '\n';
}
try 块与 catch 块协同工作：try 块检测其内部抛出的异常，并将其路由至类型匹配的 catch 块处理。一个 try 块必须至少紧跟一个 catch 块，且可连续列出多个 catch 块。
异常一旦被 try 块捕获并交由匹配的 catch 块处理后，即视为已处理。catch 块执行完毕后，程序从最后一个 catch 块之后的语句继续正常执行。
catch 参数与函数参数规则相同，参数在随后的 catch 块中可用。对于基本类型异常，可按值捕获；对于非基本类型异常，应按 const 引用捕获，以避免不必要的复制，并在某些情况下防止对象切片。
若 catch 块内不使用该参数，可省略变量名：
catch (double) // 注意：因 catch 块内不使用，故无变量名
{
// 处理 double 类型异常
std::cerr << "捕获到 double 类型异常\n";
}
如此可避免编译器关于未使用变量的警告。
异常匹配时不会进行类型转换（int 异常不会匹配 double 参数的 catch 块）。
综合示例：throw、try 与 catch
以下完整程序演示了 throw、try 及多个 catch 块的用法：
#include <iostream>
#include <string>
int main()
{
try
{
// 可能抛出欲处理异常的语句置于此处
throw -1; // 简单示例
}
catch (double) // 不使用异常对象，故无变量名
{
// 上述 try 块内抛出的 double 类型异常将被路由至此
std::cerr << "捕获到 double 类型异常\n";
}
catch (int x)
{
// 上述 try 块内抛出的 int 类型异常将被路由至此
std::cerr << "捕获到 int 异常，其值为：" << x << '\n';
}
catch (const std::string&) // 以 const 引用捕获类类型
{
// 上述 try 块内抛出的 std::string 类型异常将被路由至此
std::cerr << "捕获到 std::string 类型异常\n";
}
// 异常处理完毕后，程序从 catch 块后继续执行
std::cout << "继续愉快地前行\n";
return 0;
}
在作者机器上，上述 try/catch 组合输出如下：
捕获到 int 异常，其值为 -1
继续愉快地前行
throw 语句引发类型为 int、值为 -1 的异常，该异常被包裹它的 try 块捕获，并路由至处理 int 的 catch 块，后者输出了相应错误信息。异常处理完毕后，程序继续正常执行。
异常处理回顾
异常处理其实十分简洁，下面两段话几乎涵盖了你需要牢记的全部要点：
当异常被引发（使用 throw）时，运行中的程序会寻找最近的包围 try 块（必要时沿调用栈向上查找，后续将详述），并检查附加于该 try 块的 catch 处理器能否处理该异常类型。若匹配成功，执行跳转到对应 catch 块的顶端，异常即视为已处理。
若最近的包围 try 块中没有合适的 catch 处理器，程序继续向外层 try 块搜寻。若直至程序结束仍未找到合适处理器，程序将以运行时异常错误终止。
注意：程序在匹配异常与 catch 块时不会进行隐式类型转换或提升！例如，char 异常不会匹配 int catch 块；int 异常也不会匹配 float catch 块。然而，派生类向其基类的转换会被执行。
至此，你已掌握异常处理的核心内容。本章其余部分将通过示例进一步展示这些原则的应用。
异常会被立即处理
以下小程序演示异常被立即处理的特性：
#include <iostream>
int main()
{
try
{
throw 4.5; // 抛出 double 类型异常
std::cout << "此行永远不会打印\n";
}
catch (double x) // 处理 double 类型异常
{
std::cerr << "捕获到 double，其值为：" << x << '\n';
}
return 0;
}
程序极简，其执行流程如下：throw 语句首先执行，引发 double 类型异常。执行立即跳转到最近的包围 try 块（本程序唯一 try 块），随后检查 catch 处理器。异常类型为 double，于是匹配成功，执行对应 catch 块。
程序输出：
捕获到 double，其值为：4.5
注意，“This never prints” 永远不会出现，因为异常使执行路径立即跳转到异常处理器。
更具现实意义的示例
以下示例不再那么“学术”：
#include <cmath> // 引入 sqrt() 函数
#include <iostream>
int main()
{
std::cout << "请输入一个数：";
double x {};
std::cin >> x;
try // 监控 try 块内异常并路由至附属 catch 块
{
// 若用户输入负数，则为错误情况
if (x < 0.0)
throw "Can not take sqrt of negative number"; // 抛出 const char* 类型异常
// 否则，输出结果
std::cout << x << " 的平方根为 " << std::sqrt(x) << '\n';
}
catch (const char* exception) // 捕获 const char* 类型异常
{
std::cerr << "错误：" << exception << '\n';
}
}
在此代码中，程序提示用户输入一个数。若输入正数，条件语句不成立，无异常抛出，程序直接输出平方根；此时 catch 块不会执行。示例如下：
请输入一个数：9
9 的平方根为 3
若用户输入负数，则抛出 const char* 类型异常。由于处于 try 作用域且找到匹配处理器，控制立即转移到 const char* 异常处理器，输出：
请输入一个数：-4
错误：Can not take sqrt of negative number
至此，你已掌握异常的基本思想。接下来将通过更多示例展示异常的灵活性。
catch 块通常做什么
若异常被路由到 catch 块，即使该块为空，亦视为“已处理”。然而，通常你会希望 catch 块完成有用操作。一般而言，catch 块在捕获异常后有四种常见行为：
- 打印错误信息（输出至控制台或日志文件），随后允许函数继续执行；
- 向调用者返回一个值或错误码；
- 抛出新异常。由于
catch块位于try块之外，此时抛出的新异常不会被之前的try块捕获，而由更外层try块处理； main()中的catch块可捕获致命错误，并优雅终止程序。
