C++编程常见错误及处理

在 C++ 程序错误一般分类：

语法错误；运行错误；语义错误（也称逻辑错误）。本文介绍相关错误产生的原因及处理。

语法错误（syntax errors）

是指程序中含有不符合语法规定的语句，在编译过程中显现，如：

#include <iostream> 
using namespace std;
main()
{
    int a=5  //语句末尾必须有英文分号
    cout << "a=" << A <<endl;  //忽略了大小写字母的区别
    return 0;
}

1）引号、逗号、分号，运算符是英文的，而不能是中文的，注意切换输入法。

2）变量未定义就用，注意C++ 严格区分大小写，在写关键字、标识符要注意int为关键字，INT则为用户标识符，即可定义int INT;  int Int;

3）变量赋值、运算时显示类型不匹配（如：int a=2；float b=2.001；当使a=b时）

处理：编译阶段报错，根据报错的信息，我们修改代码，再次编译，直到没有语法错误为止。

【特别提示：在编译语言（本文介绍的C++）中，语法错误在编译期时出现，编译器要所有的语法都正确，才能正确编译。解释型语言（如python）的语法错误可能要到运行期才会出现，不容易区分语法错误及语义错误。还有些采用混合方式（如JAVA、C#），先将代码编译为bytecode，在运行时再进行解释。

解释型语言（Interpreted language），是一种编程语言。这种类型的编程语言，逐句解释（将代码一句一句直接）运行，不需要像编译语言（Compiled language）一样，经过编译器先行编译为机器码，之后再运行。】

运行错误（runtime errors）

运行过程中，程序可能出现错误。这些错误属于运行错误，不会在编译过程中显现，如：

打开不存在的文件、下标越界，栈溢出等。

C++ 异常（Exception）机制就是为解决运行时错误而引入的。运行时错误如果放任不管，系统就会执行默认的操作，终止程序运行，也就是我们常说的程序崩溃（Crash）。C++ 提供了异常（Exception）机制，让我们能够捕获运行时错误，给程序一次“起死回生”的机会，或者至少告诉用户发生了什么再终止程序。

一个发生运行时错误的程序：

#include <iostream>
#include <string>
using namespace std;
int main(){
    string str = "Hello, world!";
    char ch1 = str[100];  //下标越界，ch1为垃圾值
    cout<<"ch1="<<ch1<<endl;
    char ch2 = str.at(100);  //下标越界，抛出异常
    cout<<"ch2="<<ch2<<endl;
    cout << "呵呵" << endl;  
    return 0;
}

运行之效果如下：

运行代码，在控制台输出 ch1 的值后程序崩溃。下面我们来分析一下原因。

at() 是 string 类的一个成员函数，它会根据下标来返回字符串的一个字符。与[ ]不同，at() 会检查下标是否越界，如果越界就抛出一个异常；而[ ]不做检查，不管下标是多少都会照常访问。at() 函数检测到下标越界会抛出一个异常，这个异常可以由程序员处理，但是我们在代码中并没有处理，所以系统只能执行默认的操作，也即终止程序执行。

我们可以借助 C++ 异常机制来捕获上面的异常，避免程序崩溃。捕获异常的语法为：

try{

    // 可能抛出异常的语句

}catch(exceptionType variable){

    // 处理异常的语句

}

try和catch都是 C++ 中的关键字，后跟语句块，不能省略{ }。try 中包含可能会抛出异常的语句，一旦有异常抛出就会被后面的 catch 捕获。从 try 的意思可以看出，它只是“检测”语句块有没有异常，如果没有发生异常，它就“检测”不到。catch 是“抓住”的意思，用来捕获并处理 try 检测到的异常；如果 try 语句块没有检测到异常（没有异常抛出），那么就不会执行 catch 中的语句。catch 关键字后面的exceptionType variable指明了当前 catch 可以处理的异常类型，以及具体的出错信息。

修改上面的代码，加入捕获异常的语句：

#include <iostream>
#include <string>
#include <exception>
using namespace std;
int main(){
    string str = "Hello, world!";
  
    try{
        char ch1 = str[100]; //下标越界
        cout<<"ch1="<<ch1<<endl;
    }catch(exception e){
        cout<<"[1]out of bound!"<<endl;
    }
    try{
        char ch2 = str.at(100); //下标越界
        cout<<"ch2="<<ch2<<endl;
    }catch(exception &e){  //exception类位于<exception>头文件中
        cout<<"[2]out of bound!"<<endl;
    }
    cout << "呵呵" << endl;  
    return 0;
}

 运行之效果如下：

可以看出，第一个 try 没有捕获到异常，输出了一个没有意义的字符（垃圾值）。因为[ ]不会检查下标越界，不会抛出异常，所以即使有错误，try 也检测不到。换句话说，发生异常时必须将异常明确地抛出，try 才能检测到；如果不抛出来，即使有异常 try 也检测不到。所谓抛出异常，就是明确地告诉程序发生了什么错误。

第二个 try 检测到了异常，并交给 catch 处理，执行 catch 中的语句。需要说明的是，异常一旦抛出，会立刻被 try 检测到，并且不会再执行异常点（异常发生位置）后面的语句。本例中抛出异常的位置是第at() 函数，它后面的 cout 语句就不会再被执行，所以看不到它的输出。执行完 catch 块所包含的代码后，程序会继续执行 catch 块后面的代码，就恢复了正常的执行流，输出了“呵呵”。

C++ 异常处理（try catch）https://blog.csdn.net/qq_26460841/article/details/88352736

C++ 高级教程之异常处理 https://bbs.huaweicloud.com/blogs/281241

语义错误（semantic errors）

也称逻辑错误(Logic error)，编译没有报错，运行也没有抛出异常，但是输出的结果不正确，可能是语句中公式写错、条件语句的条件写错如if（a==b）误用为if（a=b）、算法错误或选择了错误的算法，变量作用域错误、对问题或需求的理解有误等。如：求一个数的阶乘，代码中的for语句中的i <= n误写为i < n 造成输出的结果不正确：

#include <iostream>
using namespace std;
 
int main()
{
    unsigned int n;
    unsigned long long factorial = 1;
 
    cout << "输入一个整数: ";
    cin >> n;
 
    for(int i = 1; i < n; ++i)  //i < n 应改为 i <= n 
    {
        factorial *= i;
    }
 
    cout << n << " 的阶乘为："<< " = " << factorial;    
    return 0;
}

运行之效果如下：

处理：细心审读程序代码，分析思考，可以在程序中插入打印语句、显示程序的动态过程，还可借助调试工具（Debugger）。
【关于调试工具一般和开发语言或集成开发环境(IDE)相关。大多数程序设计语言都有专门的调试工具，可以用这些工具来分析程序的动态行为。调试工具可以帮助思考，但不能代替思考】

上例比较简单，细心审读程序代码不难发现出错的原因。下面特意演示插入调试用打印语句的示例：
在上例的factorial *= i;后面加入一句：cout << "i=" << i << endl; //调试用打印语句

运行之效果如下：

 
因此需要将for语句中的误写为i < n改为i <= n