C++：捕获除以零错误

Posted 2023-03-15

【中文标题】C++：捕获除以零错误

【英文标题】：C++ : Catch a divide by zero error

【发布时间】：2021-08-03 03:46:39

【问题描述】：

这是一段简单的代码，其中发生了被零除。我试图抓住它：

#include <iostream>

int main(int argc, char *argv[]) 
    int Dividend = 10;
    int Divisor = 0;

    try 
        std::cout << Dividend / Divisor;
     catch(...) 
        std::cout << "Error.";
    
    return 0;

但应用程序无论如何都会崩溃（即使我选择了 MinGW 的 -fexceptions 选项）。

是否有可能捕捉到这样的异常（我理解的不是 C++ 异常，而是 FPU 异常）？

我知道我可以检查除数 before 除数，但我假设，因为除以零很少见（至少在我的应用程序中），它会更多尝试除法（并在发生错误时捕获错误）比在除法之前每次测试除数时有效。

我正在一台 WindowsXP 计算机上进行这些测试，但希望让它跨平台。

【问题讨论】：

if (Divisor == 0) std::cout << "Error."; exit; 。然后，您消除了导致这种情况发生的所有原因。然后，您可以删除条件并运送您的产品，而不会被零除。

（assert(Divisor != 0) 会更规范。不要忘记通过调试器运行开发！）

这甚至不是 FPU 异常，而是 CPU 异常。 FPU 处理浮点数，但你会得到 NaN 或无穷大，而不是崩溃。

经验法则：总是（如果你错过了重点：总是！）在进行计算之前检查你的输入，你可以避免这些类型的问题。

“我做了这样的假设，因为除以零很少见（至少在我的应用程序中），它会更有效” - 然后不要这样做运行分析器之前的假设。突然做出假设是优化失败的一种方式。相信您的优化器和 CPU 的分支预测。

【参考方案1】：

除以零在 C++ 中也不例外，请参阅https://web.archive.org/web/20121227152410/http://www.jdl.co.uk/briefings/divByZeroInCpp.html

【讨论】：

OP 在问题中说。 “有没有可能捕捉到这样的异常（我理解的不是C++异常，而是FPU异常）？”

OP 应该只做一个零检查:)

不过应该​​是个例外

【参考方案2】：

除以零是一个逻辑错误，是程序员的错误。你不应该试图应对它，你应该调试并消除它。此外，捕获异常非常昂贵——比除数检查要昂贵得多。

您可以使用结构化异常处理来捕获除以零错误。如何实现取决于您的编译器。 MSVC 提供了将结构化异常捕获为catch(...) 的功能，还提供了将结构化异常转换为常规异常的功能，以及提供__try/__except/__finally。但是，我对 MinGW 还不够熟悉，无法告诉您如何在该编译器中进行操作。

【讨论】：

+1 建议修复墙上的洞，而不是试图在上面挂一张照片。

+1 表示检查条件比捕获异常更便宜。

检查只比非常琐碎代码的异常便宜

并非总是如此 - 考虑科学计算，其中 0.0 通常有一些有限但发生的概率很小。

我不同意“除以零==程序员错误”。想象你在一堆不可预测的输入数据（来自外部源、磁盘文件、网络等的数据）上运行一个复杂的算法，这可能会导致除以零，然后你意识到在每次使用 / 运算符之前检查零非常麻烦。那么，像 Windows SEH 这样的东西就是一个很好的救援。

【参考方案3】：

没有 语言标准的捕捉方式 来自 CPU 的除零。

不要过早地“优化”掉一个 分支。是你的应用 真的 在这种情况下 CPU 受限？我对此表示怀疑，而且它不是真正的 如果您破坏代码，则进行优化。 否则，我可以制作你的代码 更快：

int main(int argc, char *argv[])  /* Fastest program ever! */ 

【参考方案4】：

好吧，如果有一个关于这个的异常处理，实际上某些组件需要进行检查。因此，如果您自己检查它，您不会丢失任何东西。而且没有什么比简单的比较语句更快的了（一条 CPU 指令“如果等于 0 则跳转”或类似的东西，不记得名字了）

【参考方案5】：

这也不例外。这是一个错误，在硬件级别确定并返回给操作系统，然后操作系统以某种特定于操作系统的方式通知您的程序（例如，通过杀死过程）。

我相信在这种情况下发生的事情不是例外，而是一个信号。如果是这种情况：操作系统会中断您程序的主控制流并调用信号处理程序，然后信号处理程序会终止程序的操作。

这与取消引用空指针时出现的错误类型相同（然后您的程序因 SIGSEGV 信号而崩溃，分段错误）。

您可以尝试使用 <csignal> 标头中的函数来尝试为 SIGFPE 信号提供自定义处理程序（它用于浮点异常，但也可能会引发整数除以零的情况 - 我'我真的不确定这里）。但是您应该注意，信号处理是依赖于操作系统的，并且 MinGW 以某种方式“模拟”了 Windows 环境下的 POSIX 信号。

---

这是在 MinGW 4.5、Windows 7 上的测试：

#include <csignal>
#include <iostream>

using namespace std;

void handler(int a) 
    cout << "Signal " << a << " here!" << endl;


int main() 
    signal(SIGFPE, handler);
    int a = 1/0;

输出：

信号 8 在这里！

在执行信号处理程序后，系统立即终止进程并显示错误消息。

使用它，您可以在除以零或空指针取消引用后关闭任何资源或记录错误...但 与异常不同，即使在异常情况下也不能控制程序的流程。 一个有效的程序不应该那样做。捕获这些信号仅对调试/诊断有用。

（有一些有用的信号通常在低级编程中非常有用，并且不会导致您的程序在处理程序之后立即被杀死，但这是一个很深的话题）。

【讨论】：

Windows 有一个很好的基于帧的异常处理工具（并且可能 C++ 异常框架是建立在 Windows 工具上的）。可以通过编译器开关将硬件异常转换为 C++ 异常，但您需要小心 - 过分热心的故障处理会使您进入未定义状态。 （注意，顺便说一句，我坚持将除零称为异常：操作系统和硬件将确认它是异常，它只是不是 C++ 异常）。已编辑：哎呀，忽略了问题的 MinGW 部分。这可能会发生很大变化。不管怎样，我会把我的胡扯留在这里。

您能否为信号（尤其是那些不杀死进程的信号）添加一些好的参考？

它是特定于操作系统的。 POSIX 定义了这些； Windows 不是 POSIX 兼容的，但 MinGW 尽最大努力缩小差距。对于 Linux，您有 this man page，“非致命”信号的常见示例是 SIGSTOP、SIGTSTP（临时停止）和 SIGCONT（继续）。

同一个人不受 POSIX 限制，因此能够使用 catch 块捕获此类异常。让我们看看它还需要多少年，直到该功能进入 LINUX。匹配选项（-fnon-call-exceptions）已经可用，但适用于苹果操作系统。

【参考方案6】：

不知何故，真正的解释仍然缺失。

是否有可能捕捉到这样的异常（我理解的不是 C++ 异常，而是 FPU 异常）？

是的，您的 catch 块应该适用于某些编译器。但问题是您的异常不是 FPU 异常。你正在做整数除法。我不知道这是否也是一个可捕获的错误，但它不是 FPU 异常，它使用了 IEEE 浮点数表示的特性。

【讨论】：

FPU 异常不会被标准 C++ 中的catch(...) 捕获。但至少有一个编译器支持它，很久以前。也就是说，Visual C++ 曾经将其作为语言扩展。我相信，似乎记得，该扩展存在于版本 6.0 中，这是预标准的，并在版本 7.0 中被删除，这是第一个 Visual Studio.NET 版本和 C++98 之后的版本。

【参考方案7】：

正如其他人所说，这不是一个例外，它只是生成一个 NaN 或 Inf。

零除法只是实现这一目标的一种方法。如果您进行大量数学运算，则有很多种方法，例如log(not_positive_number)、exp(big_number) 等。

如果您可以在进行计算之前检查有效参数，那么就这样做，但有时这很难做到，因此您可能需要生成并处理异常。

在 MSVC 中有一个头文件 #include <float.h> 包含一个函数 _finite(x)，它告诉一个数字是否是有限的。 我很确定 MinGW 也有类似的东西。 您可以在计算后对其进行测试并抛出/捕获您自己的异常或其他任何东西。

【讨论】：

这对于浮点数来说是正确的，但是这个例子是整数，因此没有 NaN 也没有 inf，CPU 会生成一个信号/结构化异常/你想调用它的任何东西。

@Suma: Touche'。 BTW，好久没和你吵了。希望一切都好。

【参考方案8】：

在 Windows（使用 Visual C++）上，试试这个：

BOOL SafeDiv(INT32 dividend, INT32 divisor, INT32 *pResult)

    __try 
     
        *pResult = dividend / divisor; 
     
    __except(GetExceptionCode() == EXCEPTION_INT_DIVIDE_BY_ZERO ? 
             EXCEPTION_EXECUTE_HANDLER : EXCEPTION_CONTINUE_SEARCH)
     
        return FALSE;
    
    return TRUE;

MSDN：http://msdn.microsoft.com/en-us/library/ms681409(v=vs.85).aspx

【讨论】：

不需要使用这个古老的 try-catch，但普通的 C++ try-catch with (...) 也可以这样做——假设使用了编译器选项 /EHa。

【参考方案9】：

为了避免无限“信号 8 这里！”消息，只需在 Kos nice 代码中添加“退出”即可：

#include <csignal>
#include <iostream>
#include <cstdlib> // exit

using namespace std;

void handler(int a) 
    cout << "Signal " << a << " here!" << endl;
    exit(1);


int main() 
    signal(SIGFPE, handler);
    int a = 1/0;