第7章異常處理

1、第7章 異常處理 寫函數(shù)庫(kù)的程序員可以檢測(cè)到庫(kù)函數(shù)運(yùn)行時(shí)的錯(cuò)誤（如數(shù)寫函數(shù)庫(kù)的程序員可以檢測(cè)到庫(kù)函數(shù)運(yùn)行時(shí)的錯(cuò)誤（如數(shù)組訪問(wèn)越界），但通常卻不知道應(yīng)該如何處理這些錯(cuò)誤組訪問(wèn)越界），但通常卻不知道應(yīng)該如何處理這些錯(cuò)誤 異常處理的基本想法是，讓一個(gè)函數(shù)在發(fā)現(xiàn)了自己無(wú)法處異常處理的基本想法是，讓一個(gè)函數(shù)在發(fā)現(xiàn)了自己無(wú)法處理的錯(cuò)誤時(shí)拋出一個(gè)異常，希望它的（直接或間接）調(diào)用理的錯(cuò)誤時(shí)拋出一個(gè)異常，希望它的（直接或間接）調(diào)用者能夠處理這個(gè)問(wèn)題。者能夠處理這個(gè)問(wèn)題。異常處理 傳統(tǒng)錯(cuò)誤處理方法 異常處理機(jī)制 拋出異常 捕獲異常 處理異常 異常規(guī)格說(shuō)明程序邏輯經(jīng)常對(duì)決定程序下一步怎樣執(zhí)行的條件進(jìn)行測(cè)試程序邏輯經(jīng)

2、常對(duì)決定程序下一步怎樣執(zhí)行的條件進(jìn)行測(cè)試執(zhí)行一個(gè)任務(wù)如果這個(gè)任務(wù)沒(méi)有正確執(zhí)行 則執(zhí)行錯(cuò)誤處理執(zhí)行下一個(gè)任務(wù)如果該任務(wù)沒(méi)有正確執(zhí)行 則執(zhí)行錯(cuò)誤處理傳統(tǒng)錯(cuò)誤處理方法 可以處理的錯(cuò)誤在發(fā)生錯(cuò)誤的地方就地處理可以處理的錯(cuò)誤在發(fā)生錯(cuò)誤的地方就地處理 在檢查到一個(gè)在局部無(wú)法處理的問(wèn)題時(shí)，一個(gè)函數(shù)可以：在檢查到一個(gè)在局部無(wú)法處理的問(wèn)題時(shí)，一個(gè)函數(shù)可以： 終止程序終止程序 abort() /exit() 返回一個(gè)表示返回一個(gè)表示“錯(cuò)誤錯(cuò)誤”的值。的值。int 返回一個(gè)合法值，讓程序處于某種非法的狀態(tài)返回一個(gè)合法值，讓程序處于某種非法的狀態(tài)。errno 調(diào)用一個(gè)預(yù)先準(zhǔn)備好在出現(xiàn)調(diào)用一個(gè)預(yù)先準(zhǔn)備好在出現(xiàn)“錯(cuò)誤錯(cuò)誤

3、”的情況下用的函數(shù)。的情況下用的函數(shù)。處理錯(cuò)誤的傳統(tǒng)方法 處理錯(cuò)誤的傳統(tǒng)方法：錯(cuò)誤處理代碼是在整個(gè)系統(tǒng)代碼中分處理錯(cuò)誤的傳統(tǒng)方法：錯(cuò)誤處理代碼是在整個(gè)系統(tǒng)代碼中分布的。代碼中可能出錯(cuò)的地方都要布的。代碼中可能出錯(cuò)的地方都要當(dāng)場(chǎng)進(jìn)行當(dāng)場(chǎng)進(jìn)行錯(cuò)誤處理。在寫錯(cuò)誤處理。在寫程序時(shí)，必須知道所有的錯(cuò)誤該如何處理程序時(shí)，必須知道所有的錯(cuò)誤該如何處理 好處好處: 程序員閱讀代碼時(shí)能夠程序員閱讀代碼時(shí)能夠直接直接看到錯(cuò)誤處理情況，確看到錯(cuò)誤處理情況，確定是否實(shí)現(xiàn)了正確的錯(cuò)誤檢查。定是否實(shí)現(xiàn)了正確的錯(cuò)誤檢查。 問(wèn)題問(wèn)題: 代碼中受到錯(cuò)誤處理的代碼中受到錯(cuò)誤處理的“污染污染”，使應(yīng)用程序本身使應(yīng)用程序本身的代碼更

4、加晦澀難懂，難以看出代碼功能是否正確實(shí)現(xiàn)。的代碼更加晦澀難懂，難以看出代碼功能是否正確實(shí)現(xiàn)。這樣就使代碼的這樣就使代碼的理解和維護(hù)更加困難理解和維護(hù)更加困難。面向?qū)ο笾械漠惓Ｌ幚?面向?qū)ο笾?，程序員經(jīng)常做的是一些工具（類的設(shè)計(jì)面向?qū)ο笾?，程序員經(jīng)常做的是一些工具（類的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)）與實(shí)現(xiàn)） 這些工具能夠檢測(cè)出錯(cuò)誤，但往往不知道該如何處理這些工具能夠檢測(cè)出錯(cuò)誤，但往往不知道該如何處理錯(cuò)誤。錯(cuò)誤的處理是由工具的使用者決定錯(cuò)誤。錯(cuò)誤的處理是由工具的使用者決定 需要一種機(jī)制能將檢測(cè)到的錯(cuò)誤告訴使用者需要一種機(jī)制能將檢測(cè)到的錯(cuò)誤告訴使用者異常處理 傳統(tǒng)錯(cuò)誤處理方法 異常處理機(jī)制 拋出異常 捕獲異常 處理異

5、常 異常規(guī)格說(shuō)明8異常處理的基本思想函數(shù)f()捕獲并處理異常函數(shù)h() 引發(fā)異常函數(shù)g()調(diào)用者異常傳播方向調(diào)用關(guān)系異常處理 C+的新異常處理特性：的新異常處理特性： 異常處理將異常處理將檢測(cè)發(fā)現(xiàn)檢測(cè)發(fā)現(xiàn)錯(cuò)誤的代碼與錯(cuò)誤的代碼與處理處理錯(cuò)誤的代碼分錯(cuò)誤的代碼分開(kāi)來(lái)。程序員的工作也可做相應(yīng)分工（例如，庫(kù)函數(shù)開(kāi)來(lái)。程序員的工作也可做相應(yīng)分工（例如，庫(kù)函數(shù)程序員負(fù)責(zé)檢測(cè)異常，而調(diào)用庫(kù)函數(shù)的另一程序員則程序員負(fù)責(zé)檢測(cè)異常，而調(diào)用庫(kù)函數(shù)的另一程序員則負(fù)責(zé)捕獲與處理異常）。負(fù)責(zé)捕獲與處理異常）。 使程序員可以刪除程序執(zhí)行使程序員可以刪除程序執(zhí)行“主線條主線條”中的錯(cuò)誤處理中的錯(cuò)誤處理代碼，從而提高程序的可

6、讀性和可維護(hù)性。代碼，從而提高程序的可讀性和可維護(hù)性。異常處理基礎(chǔ)簡(jiǎn)介 如果某段程序可能會(huì)拋出異常，則必須通知系統(tǒng)啟動(dòng)如果某段程序可能會(huì)拋出異常，則必須通知系統(tǒng)啟動(dòng)異常處理機(jī)制。即通過(guò)異常處理機(jī)制。即通過(guò)try語(yǔ)句塊實(shí)現(xiàn)。語(yǔ)句塊實(shí)現(xiàn)。 異常處理代碼的一般形式：異常處理代碼的一般形式：try可能拋出異常的代碼 catch(類型1 參數(shù)1) 處理該異常的代碼 catch(類型2 參數(shù)2) 處理該異常的代碼 Try語(yǔ)句塊中包含了可能拋出異常的代碼，一旦拋出了異常，則退出try語(yǔ)句塊，進(jìn)入try后面的異常捕獲和處理異常處理 傳統(tǒng)錯(cuò)誤處理方法 異常處理機(jī)制 拋出異常 捕獲異常 處理異常 異常規(guī)格說(shuō)明拋出

7、異常 如果程序發(fā)生異常情況，而在當(dāng)前的環(huán)境中獲取不到異常處理如果程序發(fā)生異常情況，而在當(dāng)前的環(huán)境中獲取不到異常處理的足夠信息，我們可以的足夠信息，我們可以創(chuàng)建一包含出錯(cuò)信息的對(duì)象并將該對(duì)象并將該對(duì)象拋出當(dāng)前環(huán)境，發(fā)送給更大的環(huán)境中。這稱為異常拋出。拋出當(dāng)前環(huán)境，發(fā)送給更大的環(huán)境中。這稱為異常拋出。 例1 throw myerror(“something bad happened”); myerror是一個(gè)類，它以字符串變量為參數(shù) 例2 throw int (5) int是一個(gè)內(nèi)部類型，5是一個(gè)int類型的常數(shù) throw與其操作數(shù) 拋出異常的語(yǔ)句形式：拋出異常的語(yǔ)句形式： throw ; th

8、row通常指定一個(gè)操作數(shù)（或不指定操作數(shù)的特殊情況）通常指定一個(gè)操作數(shù)（或不指定操作數(shù)的特殊情況）。throw的操作數(shù)可以是任何類型，如果操作數(shù)是個(gè)對(duì)象，的操作數(shù)可以是任何類型，如果操作數(shù)是個(gè)對(duì)象，則稱為異常對(duì)象。也可以拋出條件表達(dá)式而不是拋出對(duì)象，則稱為異常對(duì)象。也可以拋出條件表達(dá)式而不是拋出對(duì)象，可以拋出不用于錯(cuò)誤處理的對(duì)象?？梢話伋霾挥糜阱e(cuò)誤處理的對(duì)象。 拋出異常時(shí)，生成和初始化拋出異常時(shí)，生成和初始化throw操作數(shù)的一個(gè)臨時(shí)副本，操作數(shù)的一個(gè)臨時(shí)副本，然后這個(gè)臨時(shí)對(duì)象初始化異常處理器中的參數(shù)。異常處理器然后這個(gè)臨時(shí)對(duì)象初始化異常處理器中的參數(shù)。異常處理器執(zhí)行完畢和退出時(shí)，刪除臨時(shí)對(duì)象

9、執(zhí)行完畢和退出時(shí)，刪除臨時(shí)對(duì)象。 異常拋出實(shí)例：異常拋出實(shí)例：定義一個(gè)除法函數(shù)，當(dāng)除數(shù)為定義一個(gè)除法函數(shù)，當(dāng)除數(shù)為0時(shí)，拋出一個(gè)用戶時(shí)，拋出一個(gè)用戶定義的定義的異常類對(duì)象異常類對(duì)象，該對(duì)象能告訴用戶發(fā)生了除零該對(duì)象能告訴用戶發(fā)生了除零錯(cuò)誤。錯(cuò)誤。異常拋出實(shí)例 異常類定義 / Class DivideByZeroException to be used in exception / handling for throwing an exception on a division by zero.class DivideByZeroException private: const char *me

10、ssage; public: DivideByZeroException() : message( attempted to divide by zero ) const char *what() const return message; ;記錄出現(xiàn)的異常情況Message的默認(rèn)值告訴用戶出現(xiàn)了什么異常異常拋出實(shí)例 異常拋出double Div(int x, int y ) if ( y = 0 ) throw DivideByZeroException(); return static_cast ( x ) / y; 這條語(yǔ)句用默認(rèn)構(gòu)造函數(shù)生成了一個(gè)DivedeByZeroExceptio

11、n類的對(duì)象，并把這個(gè)對(duì)象返回給調(diào)用它的函數(shù)，div函數(shù)執(zhí)行結(jié)束異常處理 傳統(tǒng)錯(cuò)誤處理方法 異常處理機(jī)制 拋出異常 捕獲異常 處理異常 異常規(guī)格說(shuō)明異常捕獲 一個(gè)函數(shù)拋出異常，它必須假定該異常能被捕獲和處理。異常捕獲機(jī)制使得C+可以把問(wèn)題集中在一處解決。catch捕獲異常 異常處理器放在catch塊中, 形式如下：catch ( ） catch處理器定義自己的范圍。catch在括號(hào)中指定要捕獲的對(duì)象類型。catch處理器中的參數(shù)可以命名也可以無(wú)名。如果是命名參數(shù)，則可以在處理器中引用這個(gè)參數(shù)。 如果是無(wú)名參數(shù)(只指定匹配拋出對(duì)象類型的類型)，則信息不從拋出點(diǎn)傳遞到處理器中，只是控制從拋出點(diǎn)轉(zhuǎn)到處

12、理器中許多異常都可以這樣。 catch () 捕獲任意類型的異常。異常捕獲原理 如果一個(gè)異常信號(hào)被拋出，異常處理器中第一個(gè)參數(shù)與異常拋出對(duì)象相匹配的函數(shù)將捕獲該異常信號(hào)，然后進(jìn)入相應(yīng)的catch語(yǔ)句，執(zhí)行異常處理程序。捕獲異常的匹配規(guī)則 匹配條件：下列情況下，catch處理器參數(shù)匹配所拋出對(duì)象的類型： 1、 實(shí)際是同一類型。 2、catch處理器參數(shù)類型是所拋出對(duì)象類型的public基類。 3、 處理器參數(shù)為基類指針或引用類型，而拋出對(duì)象為派生類指針或引用類型。 4、catch處理器為catch(.)，捕獲任意類型的異常。 捕獲異常的匹配規(guī)則（續(xù)） 匹配結(jié)果：拋出異常對(duì)象類型與catch處理器

13、參數(shù)類型相符時(shí)，則兩者相匹配, 程序?qū)?zhí)行該類型的catch塊（即該類型的異常處理器）。 匹配順序：catch中在當(dāng)前活動(dòng)try塊后面第一個(gè)匹配所拋出異常對(duì)象的異常處理器將捕獲該異常。按順序搜索異常處理器，尋找匹配項(xiàng)，并執(zhí)行第一個(gè)匹配的處理器。處理器執(zhí)行完畢時(shí)，控制恢復(fù)到最后一個(gè)catch塊后面的第一條語(yǔ)句。捕獲異常的匹配規(guī)則（續(xù)） 無(wú)匹配情況：若某個(gè)拋出對(duì)象沒(méi)有任何匹配的異常處理器，這時(shí)匹配搜索會(huì)繼續(xù)到外面一層try塊。這個(gè)過(guò)程一直繼續(xù)，若最終還是沒(méi)有任何匹配的異常處理器。這時(shí)調(diào)用terminate(默認(rèn)調(diào)用abort)終止程序。 多匹配情況：若幾個(gè)異常處理器都匹配所拋出的對(duì)象，這可能有幾個(gè)

14、原因： 第一，有一個(gè)捕獲任何異常的catch()處理器。 第二，由于繼承層次，派生類對(duì)象可以由派生類類型的異常處理器和基類類型的異常處理器捕獲。這時(shí)執(zhí)行第一個(gè)匹配的異常處理器。捕獲異常的匹配規(guī)則（續(xù)） catch(.)總是作為try塊后面的處理器列表中最后一個(gè)處理器。 捕獲基類類型的異常處理器放在捕獲派生類類型的異常處理器之后。 將帶void *參數(shù)類型的異常處理器放在具有其他指針類型的異常處理器后面。除零異常的捕獲int main() int number1, number2; double result; cout number1 number2 ) try result = Div( n

15、umber1, number2 ); cout The quotient is: result endl; catch ( DivideByZeroException ex ) cout Exception occurred: ex.what() n; cout nEnter two integers (end-of-file to end): “; cout endl; return 0;Try語(yǔ)句塊中包含了可能拋出異常的代碼Div，一旦拋出了異常，則退出try語(yǔ)句塊，進(jìn)入try后面的異常捕獲和處理double Div(int x, int y ) if ( y = 0 ) throw Di

16、videByZeroException(); return static_cast ( x ) / y; int main() int number1, number2; double result; cout number1 number2 ) try if (number2=0) throw DivideByZeroException(); result = static_cast( number1)/number2; cout The quotient is: result endl; catch ( DivideByZeroException ex ) cout Exception o

17、ccurred: ex.what() n; cout nEnter two integers (end-of-file to end): ; cout endl; return 0;該程序?qū)嵭辛耸裁垂δ埽?6輸出結(jié)果Enter tow integers (end-of-file to end); l00 7The quotient is: 14.2857Enter tow integers (end-of-file to end); 100 0Exception occurred: attempted to divide by zeroEnter tow integers (end-of-fi

18、le to end); 33 9The quotient is: 3.66667Enter tow integers end-of-file to end): 異常拋出與檢測(cè)實(shí)例二int Div(int x, int y) if (y=0) throw y; return x/y;拋出的異常不一定是對(duì)象，可以是一個(gè)結(jié)果為內(nèi)置類型的表達(dá)式int main() try cout Div(6,3) endl; cout Div(10,0) endl; cout Div(5,2) endl; catch (int) cout divide by zero endl; cout Its Over end

19、l; return 0;2divide by zeroIts Over調(diào)用一個(gè)函數(shù)時(shí)可能會(huì)收到一個(gè)異常。調(diào)用一個(gè)函數(shù)時(shí)可能會(huì)收到一個(gè)異常。如何知道是否會(huì)收到異常呢？如何知道是否會(huì)收到異常呢？收到的是什么異常？收到的是什么異常？異常規(guī)格聲明異常處理 傳統(tǒng)錯(cuò)誤處理方法 異常處理機(jī)制 拋出異常 捕獲異常 處理異常 異常規(guī)格說(shuō)明異常規(guī)格說(shuō)明傳統(tǒng)函數(shù)聲明：返回類型 函數(shù)名(形式參數(shù)表);函數(shù)可以拋出任何異常。通常我們希望在調(diào)用函數(shù)時(shí)，知道該函數(shù)會(huì)拋出什么樣的異常。所以允許在函數(shù)原型聲明中指出void f() throw(toobig, toosmall, divzero);函數(shù)會(huì)拋出toobig, to

20、osmall, divzero三種異常void f() throw();函數(shù)不會(huì)有異常拋出。#include class up; class down;void f(int i) throw(up, down);int main() for (int i=1;i=3;+i) try f(i); catch (up) cout up catched endl; catch (down) cout down catched endl; return 0;void f(int i) throw(up,down) switch(i) case 1: throw up(); case 2: throw

21、down(); up catcheddown catched示例#include char *ptr; try /異常模塊 if(ptr=new char64*1024=NULL) throw”Not Enough Memory!”; Catch(char *str) /異常錯(cuò)誤處理模塊/ 錯(cuò)誤處理代碼Cout“Exception:”strendl; 控制通過(guò)正常的順序執(zhí)行到try語(yǔ)句，執(zhí)行try塊內(nèi)的保護(hù)段； 如果保護(hù)段內(nèi)沒(méi)有異常，則后面的catch子句不被執(zhí)行，程序從異常被拋擲的try塊后的最后一個(gè)catch子句后面的語(yǔ)句繼續(xù)執(zhí)行 如果在保護(hù)段執(zhí)行期間或者在保護(hù)段調(diào)用的任何函數(shù)（直接或者間

22、接的調(diào)用）中有異常被拋擲，則從通過(guò)throw運(yùn)算數(shù)創(chuàng)建的對(duì)象中創(chuàng)建一個(gè)異常對(duì)象（可能包含一個(gè)拷貝構(gòu)造函數(shù)） 如果匹配的處理器沒(méi)有找到，則函數(shù)terminate將被自動(dòng)調(diào)用（調(diào)用abort終止程序） 如果找到了一個(gè)匹配的catch程序，且它通過(guò)值進(jìn)行捕獲，則其形參通過(guò)拷貝異常對(duì)象進(jìn)行初始化。#includevoid Excp();Ccass EXpublic EX();EX(); ;Class Demopublic: Demo()cout“creating a Demo object.”endl;Demo()cout“Deleting Demo Object.”endl; ;void Excp()Demo A;coutExcp function throw an exception!endl;throw EX();void main()TrycoutNow call Excp function.endl;Excp();catch(EX a )cout An Ex exception occurred.endl;catch(.)cou