C++标准库函数会抛出哪些异常 常见STL操作的异常行为说明

c++++标准库中的函数和stl操作在出错时会抛出异常，常见的异常类型包括：1. std::logic_error（逻辑错误）；2. std::runtime_error（运行时错误），如std::invalid_argument、std::out_of_range、std::length_error；3. std::bad_alloc（内存分配失败）；4. 与rtti相关的异常如std::bad_cast。stl容器操作中，push_back、emplace_back、resize、reserve可能抛出bad_alloc；at()方法访问越界抛出out_of_range；map的at()在键不存在时也抛出out_of_range；String的substr在pos越界时抛出out_of_range；stoi等转换函数在输入无效时抛出invalid_argument或out_of_range。new操作符在内存不足时抛出bad_alloc，但可用nothrow避免抛出。流操作默认不抛异常，但可通过设置掩码启用，如failbit触发std::ios_base::failure异常。了解这些有助于提高程序健壮性并合理使用异常处理机制。

C++标准库中的很多函数和STL操作在遇到错误时会抛出异常。了解这些异常行为，有助于我们在编写程序时更好地进行异常处理，提高程序的健壮性。

1. 常见的C++标准库异常类型

C++标准库定义了一组通用的异常类，它们都继承自

std::exception

。常见的包括：

• std::logic_error

  ：逻辑错误，通常是可以避免的编程错误。

• std::runtime_error

  ：运行时错误，通常是无法预测的外部因素导致。

• 子类如：

  • std::invalid_argument

    ：传递了非法参数。

  • std::out_of_range

    ：访问越界（比如用

    at()

    访问 vector）。

  • std::length_error

    ：试图创建一个对象长度超出允许范围。

  • std::bad_alloc

    ：内存分配失败（new 操作符抛出）。

  • std::bad_cast

    、

    bad_typeid

    等与 RTTI 相关的异常。

这些是我们在使用 STL 和标准库函数时最常碰到的异常类型。

立即学习“C++免费学习笔记（深入）”；

2. STL容器操作中的异常行为

不同的 STL 容器在执行某些操作时可能会抛出异常，具体行为取决于操作本身和底层实现。

vector、deque、list 等动态扩容容器

• push_back / emplace_back：可能抛出

  std::bad_alloc

  ，如果内存不足。

• resize / reserve：同样可能因内存不足而抛出

  bad_alloc

  。

• at() 方法：访问越界时抛出

  std::out_of_range

  。

例如：

std::vector<int> v(5); v.at(10) = 42; // 抛出 std::out_of_range 异常

map / unordered_map

• 插入操作（insert/emplace）一般不会抛出异常，除非内存分配失败。

• at()

  同样会在键不存在时抛出

  std::out_of_range

  。

string

• substr(pos, len)

  ：如果 pos 超出字符串长度，则抛出

  out_of_range

  。

• stoi / stof / stol

  等转换函数：输入无效时抛出

  invalid_argument

  或

  out_of_range

  。

3. 内存分配与 new 操作符

默认情况下，

new

在内存分配失败时会抛出

std::bad_alloc

。如果你不希望它抛出异常，可以使用

nothrow

版本：

int* p = new (std::nothrow) int[1000000000]; // 分配失败返回 nullptr if (!p) {     // 处理内存不足的情况 }

注意：并不是所有平台或编译器都支持

nothrow

，所以最好还是配合 try-catch 使用。

4. 流操作（iostream）的异常行为

流对象（如

ifstream

,

istringstream

）默认是不会抛出异常的，但你可以通过设置异常掩码来启用异常：

std::ifstream file("data.txt"); file.exceptions(std::ifstream::failbit | std::ifstream::badbit); try {     file >> value; } catch (...) {     // 处理读取失败 }

• failbit

  ：格式错误或无法读取。

• badbit

  ：流损坏。

• eofbit

  ：到达文件末尾（通常不抛出）。

开启异常后，流操作失败就会抛出

std::ios_base::failure

类型的异常。

基本上就这些常见情况。C++标准库中大多数函数都会在文档中标注是否会抛出异常，建议查阅官方文档确认细节。异常机制虽然强大，但也要合理使用，避免过度依赖 try-catch 来处理流程控制。