Ας εξετάσουμε την κλάση Vector που είδαμε στην υπερφόρτωση των τελεστών. Ο προσδιοριστής nothrow σε συνδυασμό με τον τελεστή new μας υποχρεώνει να ελέγξουμε την επιστρεφόμενη τιμή του τελεστή new για να δούμε έαν έχει αποτύχει η διαδικασία δέσμευσης μνήμης ή όχι και στην περίπτωση που έχουμε αποτυχία τερματίζουμε το πρόγραμμα.

Vector.cpp

#include <iostream>
#include <cstdlib>
 
using namespace std;
 
class Vector {
  int *array;
  int size;
 
public:
  Vector(int length=0);
  ~Vector();
  int &valueAt(int pos) const;  // returns a reference to element at position pos
};
 
Vector::Vector(int length) {
  size = length;
  array = new (nothrow) int[size];
  if(array==NULL) {
    cerr << "Memory allocation failure!" << endl;
    exit(-1);
  }
  for(int i=0; i<size; i++)
    array[i] = 0;
}
 
Vector::~Vector() {
  delete [] array;
}
 
int &Vector::valueAt(int pos) const {
  if(pos>=length()) {
     cerr << "Invalid access position!\n";
     return array[size-1];
  }
  return array[pos];
}

Αν και η παραπάνω διαδικασία δεν είναι λανθασμένη, έχει το βασικό μειονέκτημα ότι θα πρέπει να τερματίσουμε το πρόγραμμα, ακόμη και εάν ο λόγος αποτυχίας είναι ότι ο χρήστης της κλάσης επέτρεψε το πέρασμα αρνητικής τιμής ως όρισμα στον κατασκευαστή.

VectorUse.cpp

#include "Vector.cpp"
 
int main() {
  int size;
  cout << "Enter verctor size: ";
  cin >> size;
  Vector v(size);
  for(int i=0; i<size; i++)
    v.valueAt(i) = 100-1;
}

Η παραγωγή ενός exception μπορεί να επιλύσει πιο αποτελεσματικά το παραπάνω πρόβλημα διότι επιτρέπει την διαχείριση γεγονότων που δεν επιτρέπουν την ομαλή ροή του προγράμματος. Στο παράδειγμα του κατασκευαστή της κλάσης Vector, η αποτυχία κλήσης του τελεστή new (χωρίς τον προσδιοριστή notrhow) παράγει ένα exception τύπου std::bad_alloc, το οποίο μπορούμε να διαχειριστούμε, όπως παρακάτω:

Vector.cpp

#include <iostream>
#include <cstdlib>
 
using namespace std;
 
class Vector {
  int *array;
  int size;
 
public:
  Vector(int length=0);
  ~Vector();
  int &valueAt(int pos) const;  // returns a reference to element at position pos
};
 
Vector::Vector(int length) {
  size = length;
  array = new (nothrow) int[size];
  for(int i=0; i<size; i++)
    array[i] = 0;
}
 
Vector::~Vector() {
  delete [] array;
}
 
int &Vector::valueAt(int pos) const {
  if(pos>=size) {
     cerr << "Invalid access position!\n";
     return array[size-1];
  }
  return array[pos];
}

VectorUse.cpp

#include "Vector.cpp"
 
int main() {
  int size;
  do {
    cout << "Enter verctor size: ";
    cin >> size;
    try {
      Vector v(size);
    } catch(std::bad_alloc ex) {
      cout << "Vector size should be a positive integer! Retry...\n";
      continue;
    }
    for(int i=0; i<size; i++)
    v.valueAt(i) = 100-1;
  } while(size<1);  
}

Στη C++ μπορείτε να δημιουργήσετε ένα Exception χρησιμοποιώντας οποιονδήποτε τύπο δεδομένων, δηλαδή δεν απαιτείται τα αντικείμενα που παράγονται να είναι απόγονοι συγκεκριμένης κλάσης. Δείτε μερικά παραδείγματα παραγωγής έγκυρων exceptions παρακάτω:

throw -1;                     // throw an integer value
throw ENUM_INVALID_INDEX;     // throw an enum value
throw "Invalid argument!";    // throw a literal C-style (const char*) string
double pi=3.14159; throw pi;  // throw a double variable that was previously defined
throw MyException("Fatal!");  // Throw an object of class MyException

Όπως σε όλες τις γλώσσες αντικειμενοστραφούς προγραμματισμού η παραγωγή μιας εξαίρεσης θα πρέπει να γίνει μέσα σε ένα try block και η διαχείριση της μέσα σε ένα catch block που ακολουθεί το try block. Δείτε το παρακάτω ενδεικτικό παράδειγμα.

ExceptionHandling.cpp

#include <iostream>
using namespace std;
 
class MyException: public std::exception {
public:
  const char* what() const throw() {
    return "Just another std::exception";
  }
};
 
int main() {
  try {
    int option;
    cout << "Enter option (1-5): ";
    cin >> option;
    short int c;
    MyException ex;
    switch(option) {
      case 1:
        throw 10;  // throw an int literal
        break;
      case 2:
        throw 2.5;  //throw a double literal
        break;
      case 3:
        throw "C++"; //throw a char * literal
        break;
      case 4:
        throw string("C++"); //throw a string
        break;
      case 5:
        throw ex; //throw a MyException object
        break;
      default:
        c = -10; throw c;  // throw a character (default option)
        break;
    }
  } catch(int ex) {
    cout << "Got '"<< ex <<"'!\n";
  } catch(double ex) {
    cout << "Got '"<< ex <<"'!\n";
  } catch(const char *ex) {
    cout << "Got char* '"<< ex <<"'!\n";
  } catch(const string &ex) {
    cout << "Got string '"<< ex <<"'!\n";
  } catch(const MyException &ex) {
    cout << "Got '"<< ex.what() <<"'!\n";
  } catch(...) {
    cout << "Got an exception of unknown type!\n";
  }
  cout << "Successfully handled the created exception!\n";
}

Ας υποθέσουμε ότι έχουμε τη σχέση κληρονομικότητας μεταξύ των κλάσεων BaseException και DerivedException, όπως παρακάτω:

BaseException.h

using namespace std;
 
class BaseException: public std::exception {
protected:
  int a;
public:
  BaseException(int a) { this->a = a; }
  const char* what() const throw() {
    //char s[64];
    char *s = new char [64];
    sprintf(s, "BaseException, a: %d\n", a);
    return s;
  }
};

DerivedException.h

#include "BaseException.h"
using namespace std;
 
class DerivedException: public BaseException {
  int b;
public:
  DerivedException(int a, int b): BaseException(a) { this->b = b; }
  const char* what() const throw() {
    char *s = new char [64];
    sprintf(s, "DerivedException, a: %d, b: %d\n", a, b);
    return s;
  }
};

ExceptionUse.cpp

#include <iostream>
#include "DerivedException.h"
using namespace std;
 
int main() {
  try {
    int option;
    cout << "Enter option (1-2): ";
    cin >> option;
    BaseException bex(-2);
    DerivedException dex(4,5);
    switch(option) {
      case 1:
        throw bex;
        break;
      case 2:
        throw dex;
        break;
    }
  } catch(BaseException ex) {
    cout << ex.what();
  } catch(DerivedException ex) {
    cout << ex.what();
  }
  return 0;
}

O παραπάνω κώδικας παράγει το παρακάτω warning κατά τη μεταγλώττιση:

ExceptionUse.cpp:22:5: warning: exception of type ‘DerivedException’ will be caught
   } catch(DerivedException &ex) {
     ^
ExceptionUse.cpp:20:5: warning:    by earlier handler for ‘BaseException’
   } catch(BaseException &ex) {
     ^

το οποίο εν συντομία λέει ότι ένα exception τύπου DerivedException θα “πιαστεί” από το 1ο catch block και το 2ο catch block δεν θα λειτουργήσει ποτέ. Το παραπάνω είναι λογικό διότι ένα αντικείμενο της κλάσης DerivedException είναι και BaseException με βάση τις αρχές της κληρονομικότητας.

Εκτελέστε όμως τον παραπάνω κώδικα (παρά το warning) δίνοντας ορίσμα τους αριθμούς 1 και 2. Το αποτέλεσμα είναι το εξής:

gthanos@gthanos-DESKTOP:~/Downloads/C++$ ./ExceptionUse 
Enter option (1-2): 1
BaseException, a: -2
gthanos@gthanos-DESKTOP:~/Downloads/C++$ ./ExceptionUse 
Enter option (1-2): 2
BaseException, a: 4

Παρατηρήστε ότι ενώ στην 2η περίπτωση παράγεται ένα DerivedException το αντικείμενο που τελικά λαμβάνουμε είναι τύπου BaseException. Εδώ θα πρέπει να τονίσουμε ότι η συνάρτηση what() είναι virtual πράγμα που σημαίνει ότι θα πρέπει να καλείται η κατάλληλη έκδοση της συνάρτησης με βάση τον τύπο του αντικειμένου για το οποίο καλείται, ανεξάρτητα από τον τύπο της η οποία δείχνει στο αντικείμενο (δες δυναμικό πολυμορφισμό).

Η απάντηση στο παραπάνω ερώτημα είναι ότι αν και παράγεται ένα αντικείμενο τύπου DerivedException αυτό γίνεται catch από το πρώτο catch block. Μέσα στο catch block το αρχικό αντικείμενο αντιγράφεται σε ένα άλλο αντικείμενο τύπου BaseException, διότι έχουμε κλήση με τιμή στο catch block. Πρακτικά αυτό σημαίνει ότι από το αρχικό αντικείμενο κρατάμε οτιδήποτε ανήκει στην κλάση BaseException και απορρίπτουμε το υπόλοιπο.

Ο τρόπος για να δουλέψει σωστά ο παραπάνω κώδικας είναι μέσα στο catch block να μην περάσουμε το αντικείμενο γιατί δημιουργείται αντίγραφο, αλλά να περάσουμε μία αναφορά σε αυτό, όπως παρακάτω:

ExceptionUse.cpp

#include <iostream>
#include "DerivedException.h"
using namespace std;
 
int main() {
  try {
    int option;
    cout << "Enter option (1-2): ";
    cin >> option;
    BaseException bex(-2);
    DerivedException dex(4,5);
    switch(option) {
      case 1:
        throw bex;
        break;
      case 2:
        throw dex;
        break;
    }
  } catch(BaseException &ex) {
    cout << ex.what();
  } catch(DerivedException &ex) {
    cout << ex.what();
  }
  return 0;
}

Πλέον το αποτέλεσμα της εκτέλεσης είναι το αναμενόμενο

gthanos@gthanos-DESKTOP:~/Downloads/C++$ ./ExceptionUse 
Enter option (1-2): 1
BaseException, a: -2
gthanos@gthanos-DESKTOP:~/Downloads/C++$ ./ExceptionUse 
Enter option (1-2): 2
DerivedException, a: 4, b: 5

Κατά την δημιουργία ενός exception μέσα σε μία συνάρτηση ή σε ένα κατασκευαστή δεν είναι απαραίτητο ότι η διαχείριση του exception θα πρέπει να γίνει στην ίδια τη συνάρτηση ή τον καστασκευαστή. Η διαδικασία όνομάζεται stack unwinding και το παράδειγμα που ακολουθεί είναι εξαρειτικά διαφωτιστικό για το πως διαμορφώνεται το stack μετά από την διαχείριση μίας εξαίρεσης σε υψηλότερο επίπεδο.

StackUnwinding.cpp

#include <iostream>
// called by FFF()
void FFFF() {
  std::cout << "Start FFFF\n";
  std::cout << "FFFF throwing int literal exception\n";
  throw 100;
  std::cout << "End FFFF\n";
 
}
// called by FF() 
void FFF() {
  std::cout << "Start FFF\n";
  FFFF();
  std::cout << "End FFF\n";
}
// called by F()
void FF() {
  std::cout << "Start FF\n";
  try {
    FFF();
  } catch(char) { 
    std::cerr << "FF caught double exception\n";
  }
  std::cout << "End FF\n";
}
// called by main()
void F() {
  std::cout << "Start F\n";
  try {
    FF();
  } catch (int) {
     std::cerr << "F caught int exception\n";
  } catch (char) {
     std::cerr << "F caught double exception\n";
  }
  std::cout << "End F\n";
}
 
int main() {
  std::cout << "Start main\n";
  try {
    F();
  } catch (int) {
    std::cerr << "main caught int exception\n";
  }
  std::cout << "End main\n"; 
  return 0;
}

Το αποτέλεσμα που εκτυπώνεται στην οθόνη είναι το εξής:

Start main
Start F
Start FF
Start FFF
Start FFFF
FFFF throwing int literal exception
F caught int exception
End F
End main

H εξέλιξη του program stack στο παρακάτω πρόγραμμα δίνεται στο παρακάτω διάγραμμα. Παρατηρήστε ότι το exception παράγεται στη συνάρτηση FFFF(), αλλά “πιάνεται” στην F() πράγμα που συνεπάγεται την αυτόματη συρρίκνωση του stack στο επίπεδο της συνάρτησης F(). Μετά το “πιάσιμο” του exception, τα περιεχόμενα του stack για τις συναρτήσεις FFF() και FFFF() έχουν χαθεί.