第七講 異常處理

第七講異常處理異常處理異常處理標(biāo)準(zhǔn)程序庫異常處理綜合實(shí)例異常安全性原則智能指針異常處理的基本思想異常處理函數(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)系發(fā)現(xiàn)錯誤的函數(shù)往往不具備處理錯誤的能力，這時它就引發(fā)一個異常，希望調(diào)用者捕獲并處理這個錯誤。如果調(diào)用者也不能處理這個錯誤，還可以繼續(xù)傳遞給上級調(diào)用者去處理，這種傳播會一直繼續(xù)到異常被處理為止。如果程序始終沒有處理這個異常，最終它會被傳到C++運(yùn)行系統(tǒng)，運(yùn)行系統(tǒng)捕獲異常后通常只是簡單地終止這個程序。異常處理的語法異常處理拋擲異常的程序段......throw表達(dá)式;......捕獲并處理異常的程序段try

復(fù)合語句catch（異常聲明）復(fù)合語句catch（異常聲明）復(fù)合語句

…保護(hù)段異常處理程序C++的異常處理機(jī)制使得異常的引發(fā)和處理不必在同一函數(shù)中，這樣底層的函數(shù)可以集中精力解決具體問題，而不必過多地考慮對異常的處理異常是一種包含錯誤信息的對象需要拋出的異常對象或變量即拋出異常的代碼區(qū)域包含異常類型和異常參數(shù)，與函數(shù)形參類似如果異常聲明是(…)，表示該子句可以處理所有類型的異常，這樣的子句必須放在最后。異常處理的語法異常處理若有異常則(系統(tǒng)或用戶)通過throw操作創(chuàng)建一個異常對象并拋擲將可能拋出異常的程序段嵌在try塊之中?？刂仆ㄟ^正常的順序執(zhí)行到達(dá)try語句，然后執(zhí)行try塊內(nèi)的保護(hù)段如果在保護(hù)段執(zhí)行期間沒有引起異常，那么跟在try塊后的catch子句就不執(zhí)行。程序從try塊后跟隨的最后一個catch子句后面的語句繼續(xù)執(zhí)行下去否則，catch子句按其在try塊后出現(xiàn)的順序被檢查。匹配的catch子句將捕獲并處理異常（或繼續(xù)拋擲異常）如果當(dāng)前函數(shù)沒有匹配的catch子句，或異常拋出點(diǎn)本身不在任何try子句內(nèi)，則結(jié)束當(dāng)前函數(shù)的執(zhí)行，回到當(dāng)前函數(shù)的調(diào)用點(diǎn)，把調(diào)用點(diǎn)作為異常的拋出點(diǎn)，然后重復(fù)這一過程，直到異常成功地被一個catch語句捕獲如果匹配的處理器始終未找到，則運(yùn)行庫函數(shù)terminate將被自動調(diào)用，其缺省功能是調(diào)用abort終止程序處理除零異常異常處理#include<iostream>usingnamespacestd;intdivide(intx,inty){ if(y==0)

throwx; returnx/y;}intmain(){ try { cout<<"5/2="<<divide(5,2)<<endl; cout<<"8/0="<<divide(8,0)<<endl; cout<<"7/1="<<divide(7,1)<<endl; }catch(inte) { cout<<e<<"isdividedbyzero!"<<endl; } cout<<"Thatisok."<<endl; return0;}結(jié)果如下：5/2=28isdividedbyzero!Thatisok.異常接口聲明異常處理可以在函數(shù)的聲明中列出這個函數(shù)可能拋擲的所有異常類型例如：

voidfun()throw(A，B，C，D);若無異常接口聲明，則此函數(shù)可以拋擲任何類型的異常不拋擲任何類型異常的函數(shù)聲明如下：voidfun()throw();表明函數(shù)fun只能拋擲類型A、B、C、D及其子類型的異常異常處理中的構(gòu)造與析構(gòu)異常處理找到一個匹配的catch異常處理后初始化異常參數(shù)將從對應(yīng)的try塊開始到異常被拋擲處之間構(gòu)造(且尚未析構(gòu))的所有自動對象(即位于堆棧中的對象)進(jìn)行析構(gòu)。這一過程稱為棧的解旋(unwinding)從最后一個catch子句之后開始恢復(fù)執(zhí)行示例：使用帶析構(gòu)語義的類的C++異常處理異常處理#include<iostream>#include<string>usingnamespacestd;classMyException{public: MyException(conststring&message):message(message){} ~MyException(){}

conststring&getMessage()const{returnmessage;}private: stringmessage;};classDemo{public: Demo(){cout<<"ConstructorofDemo"<<endl;} ~Demo(){cout<<"DestructorofDemo"<<endl;}};示例：使用帶析構(gòu)語義的類的C++異常處理異常處理voidfunc()throw(MyException){ Demod; cout<<"ThrowMyExceptioninfunc()"<<endl;

throwMyException("exceptionthrownbyfunc()");}intmain(){ cout<<"Inmainfunction"<<endl; try { func(); }catch(MyException&e) { cout<<"Caughtanexception:"<<e.getMessage()<<endl; } cout<<"Resumetheexecutionofmain()"<<endl; return0;}示例：使用帶析構(gòu)語義的類的C++異常處理異常處理結(jié)果如下：InmainfunctionConstructorofDemoThrowMyExceptioninfunc()DestructorofDemoCaughtanexception:exceptionthrownbyfunc()Resumetheexecutionofmain()異常處理異常處理標(biāo)準(zhǔn)程序庫異常處理綜合實(shí)例異常安全性原則智能指針標(biāo)準(zhǔn)程序庫異常處理range_erroroverflow_errorunderflow_errorexceptiondomain_errorinvalid_argumentlength_errorios_base::failurelogic_errorbad_typeidbad_exceptionbad_castruntime_errorbad_allocout_of_range標(biāo)準(zhǔn)程序庫的異常類標(biāo)準(zhǔn)程序庫異常處理exception：標(biāo)準(zhǔn)程序庫異常類的公共基類logic_error表示可以在程序中被預(yù)先檢測到的異常如果小心地編寫程序，這類異常能夠避免runtime_error表示難以被預(yù)先檢測的異常三角形面積計(jì)算標(biāo)準(zhǔn)程序庫異常處理編寫一個計(jì)算三角形面積的函數(shù)，函數(shù)的參數(shù)為三角形三邊邊長a、b、c，可以用Heron公式計(jì)算：設(shè)，則三角形面積

#include<iostream>#include<cmath>#include<stdexcept>usingnamespacestd;//給出三角形三邊長，計(jì)算三角形面積doublearea(doublea,doubleb,doublec)throw(invalid_argument){ //判斷三角形邊長是否為正

if(a<=0||b<=0||c<=0)

throwinvalid_argument("thesidelengthshouldbepositive"); //判斷三邊長是否滿足三角不等式

if(a+b<=c||b+c<=a||c+a<=b)

throwinvalid_argument("thesidelengthshouldfitthetriangleinequation"); //由Heron公式計(jì)算三角形面積

doubles=(a+b+c)/2; returnsqrt(s*(s-a)*(s-b)*(s-c));}三角形面積計(jì)算標(biāo)準(zhǔn)程序庫異常處理intmain(){ doublea,b,c; //三角形三邊長

cout<<"Pleaseinputthesidelengthsofatriangle:"; cin>>a>>b>>c; try { doubles=area(a,b,c); //嘗試計(jì)算三角形面積

cout<<"Area:"<<s<<endl; }catch(exception&e) { cout<<"Error:"<<e.what()<<endl; } return0;}三角形面積計(jì)算標(biāo)準(zhǔn)程序庫異常處理運(yùn)行結(jié)果1：Pleaseinputthesidelengthsofatriangle:345Area:6運(yùn)行結(jié)果2：Pleaseinputthesidelengthsofatriangle:055Error:thesidelengthshouldbepositive運(yùn)行結(jié)果2：Pleaseinputthesidelengthsofatriangle:124Error:thesidelengthshouldfitthetriangleinequation三角形面積計(jì)算標(biāo)準(zhǔn)程序庫異常處理異常處理異常處理標(biāo)準(zhǔn)程序庫異常處理綜合實(shí)例異常安全性原則智能指針綜合實(shí)例——對個人銀行賬戶管理程序的改進(jìn)本例中，在構(gòu)造或輸入一個Date對象時如發(fā)生了錯誤，直接使用標(biāo)準(zhǔn)程序庫中的runtime_error構(gòu)造異常并拋出；在賬戶類中如發(fā)生了錯誤，希望異常信息能夠標(biāo)識是哪個賬戶發(fā)生了錯誤。本程序中創(chuàng)建了一個類AccountException，該類從runtime_error派生，該類中保存了一個Account型常指針，指向發(fā)生錯誤的賬戶，這樣在主函數(shù)中，輸出錯誤信息的同時也可以將賬號輸出。綜合實(shí)例——對個人銀行賬戶管理程序的改進(jìn)//date.cpp，僅列出與以前不同的內(nèi)容，下同#include"date.h"#include<iostream>#include<stdexcept>usingnamespacestd;Date::Date(intyear,intmonth,intday):year(year),month(month),day(day){ if(day<=0||day>getMaxDay())

throwruntime_error("Invaliddate"); intyears=year-1; totalDays=years*365+years/4-years/100+years/400+DAYS_BEFORE_MONTH[month-1]+day; if(isLeapYear()&&month>2)totalDays++;}istream&operator>>(istream&in,Date&date){ intyear,month,day; charc1,c2; in>>year>>c1>>month>>c2>>day; if(c1!='-'||c2!='-')

throwruntime_error("Badtimeformat");

date=Date(year,month,day); returnin;}綜合實(shí)例——對個人銀行賬戶管理程序的改進(jìn)//account.h#ifndef__ACCOUNT_H__#define__ACCOUNT_H__#include"date.h"#include"accumulator.h"#include<string>#include<map>#include<istream>#include<stdexcept>//account.h中增加了以下類，其它各類的定義與之前相同，不再重復(fù)給出classAccountException:publicstd::runtime_error{private: constAccount*account;public: AccountException(constAccount*account,conststd::string&msg) :runtime_error(msg),account(account){}

constAccount*getAccount()const{returnaccount;}};#endif//__ACCOUNT_H__綜合實(shí)例——對個人銀行賬戶管理程序的改進(jìn)//account.cpp中僅以下成員函數(shù)的實(shí)現(xiàn)與之前不同，其它內(nèi)容皆與之相同voidAccount::error(conststring&msg)const{

throwAccountException(this,msg);}//以下僅主函數(shù)的實(shí)現(xiàn)與之前不同，其它皆與之相同intmain(){ Datedate(2008,11,1); //起始日期

Controllercontroller(date); stringcmdLine; constchar*FILE_NAME="commands.txt";

ifstreamfileIn(FILE_NAME); //以讀模式打開文件

if(fileIn) //如果正常打開，就執(zhí)行文件中的每一條命令 {

while(getline(fileIn,cmdLine)) {

try { controller.runCommand(cmdLine); }catch(exception&e) { cout<<"Badlinein"<<FILE_NAME<<":"<<cmdLine<<endl; cout<<"Error:"<<e.what()<<endl; return1; } } fileIn.close(); //關(guān)閉文件

} 綜合實(shí)例——對個人銀行賬戶管理程序的改進(jìn)

ofstreamfileOut(FILE_NAME,ios_base::app); //以追加模式

cout<<"(a)addaccount(d)deposit(w)withdraw(s)show(c)changeday(n)nextmonth(q)query(e)exit"<<endl; while(!controller.isEnd())//從標(biāo)準(zhǔn)輸入讀入命令并執(zhí)行，直到退出 {

cout<<controller.getDate()<<"\tTotal:"<<Account::getTotal() <<"\tcommand>"; stringcmdLine; getline(cin,cmdLine);

try { if(controller.runCommand(cmdLine)) fileOut<<cmdLine<<endl; //將命令寫入文件

}catch(AccountException&e) { cout<<"Error(#"<<e.getAccount()->getId()<<"):" <<e.what()<<endl; }catch(exception&e) { cout<<"Error:"<<e.what()<<endl; } } return0;}綜合實(shí)例——對個人銀行賬戶管理程序的改進(jìn)運(yùn)行結(jié)果如下：......（前面的輸入和輸出與之前給出的完全相同，篇幅所限，不再重復(fù)）2009-1-1Total:20482.9command>w220000buyacarError(#C5392394):notenoughcredit2009-1-1Total:20482.9command>w21500buyatelevision2009-1-1#C5392394-1500-1550buyatelevision2009-1-1Total:18982.9command>q2008-12-52009-1-32Error:Invaliddate2009-1-1Total:18982.9command>q2008-12-52009-1-312008-12-5#S3755217550010500salary2009-1-1#S375521717.7710517.8interest2009-1-1#0234234215.1610015.2interest2009-1-1#C5392394-50-50annualfee2009-1-1#C5392394-1500-1550buyatelevision2009-1-1Total:18982.9command>e異常處理異常處理標(biāo)準(zhǔn)程序庫異常處理綜合實(shí)例異常安全性原則智能指針異常安全性問題異常安全性原則一個異常安全的函數(shù)，在有異常拋出時：不應(yīng)泄露任何資源不能使任何對象進(jìn)入非法狀態(tài)反例：第6講中的下列代碼：template<classT,intSIZE>voidStack<T,SIZE>::push(constT&item){ assert(!isFull()); //如果棧滿了，則報(bào)錯

list[++top]=item; //將新元素壓入棧頂}如果賦值過程中有異常拋出，由于top已經(jīng)增1，棧頂?shù)膬?nèi)容將變得不確定異常安全性問題異常安全性原則該函數(shù)的修正版本：template<classT,intSIZE>voidStack<T,SIZE>::push(constT&item){ assert(!isFull()); //如果棧滿了，則報(bào)錯

list[top+1]=item;//將新元素壓入棧頂

top++;}即使賦值時拋出異常，由于此時top并沒有真正增1，因此當(dāng)前對象的狀態(tài)沒有改變，該函數(shù)是異常安全的編寫異常安全程序的原則異常安全性原則明確哪些操作絕對不會拋擲異常這些操作是異常安全編程的基石例：基本數(shù)據(jù)類型的絕大部分操作，指針的賦值、算術(shù)運(yùn)算和比較運(yùn)算，STL容器的swap函數(shù)盡量確保析構(gòu)函數(shù)不拋擲異常編寫異常安全程序的原則