C++の例外処理まとめ

はじめに

C++の例外処理は、プログラムの実行中に発生するエラーや異常な状態を扱うための重要な機能です。

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1. 例外処理の基礎

1.1 例外とは

例外とは、プログラムの実行中に発生するエラーや予期しない状況を通知するための機構です。例外処理を用いることで、エラー発生時に適切な対策を講じ、プログラムのクラッシュを防ぐことができます。

1.2 try-catchブロックの基本構文

C++における例外処理は、try、catch、throwのキーワードを使用します。

try {
    // 例外が発生する可能性のあるコード
} catch (例外型 変数名) {
    // 例外を処理するコード
}

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2. 例外の投げ方とキャッチ方法

2.1 例外を投げる（throw）

例外はthrowキーワードを使って投げます。投げられた例外は、対応するcatchブロックでキャッチされるまでスタックを巻き戻します。

void divide(int a, int b) {
    if (b == 0) {
        throw std::invalid_argument("ゼロで除算しようとしました。");
    }
    std::cout << "結果: " << a / b << std::endl;
}

2.2 例外をキャッチする（catch）

throwされた例外は、対応する型のcatchブロックでキャッチされます。

try {
    divide(10, 0);
} catch (const std::invalid_argument& e) {
    std::cerr << "エラー: " << e.what() << std::endl;
}

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3. 標準例外クラス

C++標準ライブラリには、多くの例外クラスが用意されています。これらを活用することで、一般的なエラー状況を簡潔に扱えます。

3.1 主な標準例外クラス

• std::exception：すべての標準例外の基本クラス。
• std::logic_error：プログラムの論理エラーを示す。
  • std::invalid_argument
  • std::domain_error
  • std::length_error
  • std::out_of_range
• std::runtime_error：実行時エラーを示す。
  • std::overflow_error
  • std::underflow_error
  • std::range_error

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4. 独自の例外クラスの作成

標準例外クラスでは対応できない特殊なエラー状況には、独自の例外クラスを作成します。

4.1 基本的な独自例外クラスの実装

class MyException : public std::exception {
private:
    std::string message;

public:
    explicit MyException(const std::string& msg) : message(msg) {}

    const char* what() const noexcept override {
        return message.c_str();
    }
};

使用例：

try {
    throw MyException("独自の例外が発生しました。");
} catch (const MyException& e) {
    std::cerr << e.what() << std::endl;
}

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5. まとめ

• 例外処理はエラーや異常を安全に扱うための重要な機構です。
• try、catch、throwを適切に使って、例外を投げてキャッチします。
• 標準例外クラスを活用し、必要に応じて独自の例外クラスを作成します。
• 例外安全性を確保するために、リソース管理やプログラムの状態管理に注意します。