C++大學基礎(chǔ)教程課件

C++第13章異常處理程序設(shè)計的要求之一就是程序的健壯性。希望程序在運行時能夠不出或者少出問題。但是，在程序的實際運行時，總會有一些因素會導致程序不能正常運行。異常處理（ExceptionHandling）就是要提出或者是研究一種機制，能夠較好的處理程序不能正常運行的問題。2023/2/73/45為什么強調(diào)異常處理電信系統(tǒng)的特點要求穩(wěn)定，全年運行時間>99.999%用戶數(shù)量巨大，使用頻繁例：BBS系統(tǒng)程序：穩(wěn)定>功能2023/2/75/4513.1.1異常及其特點異常（Exceptions）是程序在運行時可能出現(xiàn)的會導致程序運行終止的錯誤。編譯系統(tǒng)檢查出來的語法錯誤，程序的邏輯錯誤，都不屬于異常。異常是一個可以正確運行的程序在運行中可能發(fā)生的錯誤。常見的異常，如：系統(tǒng)資源不足。如內(nèi)存不足；磁盤空間不足等。用戶操作錯誤導致運算關(guān)系不正確。如出現(xiàn)分母為0，數(shù)組越界等。2023/2/76/4513.1.2異常處理方法及舉例對于程序中的異常，通常有三種處理的方法：不作處理。發(fā)布相應(yīng)的錯誤信息，然后，終止程序的運行。適當?shù)奶幚懋惓?，一般?yīng)該使程序可以繼續(xù)運行。而在C++中，異常處理（ExceptionHandling）就是用try－throw－catch的模式進行異常處理的機制。2023/2/77/45例13.1程序?qū)⑦B續(xù)地輸入兩個實數(shù)，通過調(diào)用函數(shù)，返回這兩個數(shù)相除的商。并且要注意除數(shù)不能為0。#include<iostream.h>#include<stdlib.h>doubledivide(doublea,doubleb){ if(b==0) //檢測分母是不是為0 {

cout<<"除數(shù)不可以等于0!"<<endl; abort(); //調(diào)用abort函數(shù)終止運行 }

returna/b;}voidmain(){…調(diào)用divide…}用一般的方法處理程序異常第十三章異常處理13.1異常和異常處理13.2C++異常處理機制13.3用類的對象傳遞異常13.4異常處理中的退棧和對象析構(gòu)2023/2/710/4513.2C++異常處理機制try{受保護語句;

throw

異常; 其他語句;}catch(異常類型){異常處理語句;}檢測和拋擲異常撲獲和處理異常try模塊2023/2/711/45voidf(){……

throw

異常 ……}main(){ try { f(); 其他語句; } catch(異常類型) {異常處理語句;}}2023/2/713/45例13.2用C++的異常處理機制，重新處理例13.1。#include<iostream>#include<stdlib.h>using

namespacestd;doubledivide(doublea,doubleb){

if(b==0) {

throw"輸入錯誤：除數(shù)不可以等于0!"; }

returna/b;}2023/2/714/45void

main(){doublex,y,z;

cout<<"輸入兩個實數(shù)x和y：";

while(cin>>x>>y){ try { z=divide(x,y); }

catch(const

char*s) //startofexceptionhandler {

cout<<s<<"\n";

cout<<"輸入一對新的實數(shù)：";

continue; } //endofhandler

cout<<"x除以y等于"<<z<<"\n";

cout<<"輸入下一組數(shù)<q表示結(jié)束>:";}

cout<<"程序結(jié)束，再見!\n";}2023/2/715/4513.2C++異常處理機制程序運行的一種結(jié)果是： 輸入兩個實數(shù)x和y：1.23.2 x除以y等于0.375 輸入下一組數(shù)<q表示結(jié)束>:3.40 輸入錯誤：除數(shù)不可以等于0! 輸入一對新的實數(shù)：2.34.5 x除以y等于0.511111 輸入下一組數(shù)<q表示結(jié)束>:q 程序結(jié)束，再見!2023/2/717/4513.2C++異常處理機制例13.2的執(zhí)行過程可以簡要的表示如下：第十三章異常處理13.1異常和異常處理13.2C++異常處理機制13.3用類的對象傳遞異常13.4異常處理中的退棧和對象析構(gòu)2023/2/719/4513.3用類的對象傳遞異常throw語句所傳遞的異常，可以是各種類型的：整型、實型、字符型、指針，等等。也可以用類對象來傳遞異常。優(yōu)勢在于可以傳遞和處理異常有關(guān)的行為或者方法。專門用來傳遞異常的類稱為異常類。異常類可以是用戶自定義的，也可以是系統(tǒng)提供的exception類。2023/2/721/452.43.21push(10.8)2.4push(2.4)2.43.21push(3.21)10.8push(1.2)pop()pop()pop()10.82.43.21pop()2023/2/722/4513.3.1用戶自定義類的對象傳遞異常現(xiàn)在，我們用C++異常處理的機制，改寫這個程序?？梢远x兩個異常類：“?？债惓！鳖愒趖ry塊中，如果檢測到“?？债惓！?，就throw一個“StackEmptyException”類的對象“棧滿異?！鳖?。如果檢測到“棧滿異?！?，就throw一個“StackOverflowException”類的對象。2023/2/723/45//例13.3：帶有異常處理的棧#include<iostream>usingnamespacestd;classStackOverflowException //棧滿異常類{public: StackOverflowException(){} ~StackOverflowException(){}

voidgetMessage(){cout<<"異常：棧滿不能入棧。"<<endl;}};classStackEmptyException //?？债惓ｎ恵public: StackEmptyException(){} ~StackEmptyException(){}

voidgetMessage(){cout<<"異常：棧空不能出棧。"<<endl;}};2023/2/725/45template<class

T,inti> //push成員函數(shù)定義voidMyStack<T,i>::push(constTitem){if(top>0)StackBuffer[--top]=item;elsethrowStackOverflowException(); //拋擲對象異常

return;}2023/2/726/45

template<classT,inti> //pop成員函數(shù)定義TMyStack<T,i>::pop(void){if(top<i)returnStackBuffer[top++];elsethrowStackEmptyException(); //拋擲另一個對象異常}2023/2/729/4513.3.1用戶自定義類的對象傳遞異常通過異常類對象的引用，直接調(diào)用異常類的成員函數(shù)getMessage，來處理異常。在try語句塊后面直接有兩個catch語句來捕獲異常。也就是說，要處理的異常增加時，catch語句的數(shù)目也要增加。運行結(jié)果表明，10次循環(huán)都已經(jīng)完成。沒有出現(xiàn)因為空棧時不能出棧而退出運行的情況。2023/2/730/4513.3.2用exception類對象傳遞異常C++提供了一個專門用于傳遞異常的類：exception類?？梢酝ㄟ^exception類的對象來傳遞異常。classexception{public:exception(); //默認構(gòu)造函數(shù)

exception(char*); //字符串作參數(shù)的構(gòu)造函數(shù)

exception(constexception&);exception&operator=(constexception&);virtual~exception(); //虛析構(gòu)函數(shù)

virtualchar*what()const; //what()虛函數(shù)private:char*m_what;};2023/2/731/4513.3.2用exception類對象傳遞異常其中和傳遞異常最直接有關(guān)的函數(shù)有兩個：帶參數(shù)的構(gòu)造函數(shù)。參數(shù)是字符串，一般就是檢測到異常后要顯示的異常信息。what()函數(shù)。返回值就是構(gòu)造exception類對象時所輸入的字符串?？梢灾苯佑貌迦脒\算符“<<”在顯示器上顯示。2023/2/732/4513.3.2用exception類對象傳遞異常如果捕獲到exception類對象后，只要顯示關(guān)于異常的信息，則可以直接使用exception類。如果除了錯誤信息外，還需要顯示其他信息，或者作其他的操作，則可以定義一個exception類的派生類，在派生類中可以定義虛函數(shù)what的重載函數(shù)，以便增加新的信息的顯示。2023/2/733/4513.3.2用exception類對象傳遞異常例13.4定義一個簡單的數(shù)組類。在數(shù)組類中重載“[]”運算符，目的是對于數(shù)組元素的下標進行檢測。如果發(fā)現(xiàn)數(shù)組元素下標越界，就拋擲一個對象來傳遞異常。并且要求處理異常時可以顯示越界的下標值。2023/2/734/4513.3.2用exception類對象傳遞異常我們使用exception類的對象來傳遞對象。但是，直接使用exception類對象還是不能滿足例題的要求。因為不能傳遞越界的下標值。為此，可以定義一個exception類的派生類ArrayOverflow。其中包含一個數(shù)據(jù)成員k。在構(gòu)造ArrayOverflow類對象時，用越界的下標值初始化這個數(shù)據(jù)k。在catch塊中捕獲到這個對象后，可以設(shè)法顯示對象的k值。2023/2/735/45

//例13.4用exception類參與處理異常#include<iostream>#include<exception>usingnamespacestd;classArrayOverflow:publicexception //exception類的派生類{public:ArrayOverflow::ArrayOverflow(inti):exception("數(shù)組越界異常!\n"){k=i;} constchar*what() //重新定義的what()函數(shù) {cout<<"數(shù)組下標"<<k<<"越界\n"; returnexception::what(); }private:intk;}; //派生類ArrayOverfow定義結(jié)束2023/2/736/45

classMyArray //數(shù)組類的定義{int*p; //數(shù)組首地址

intsz; //數(shù)組大小

public:MyArray(ints){p=newint[s];sz=s;} //構(gòu)造函數(shù)~MyArray(){delete[]p;}intsize(){returnsz;}int&operator[](inti); //重載[]運算符的原型};int&MyArray::operator[](inti) //重載[]運算符{if(i>=0&&i<sz)returnp[i];throwArrayOverflow(i);}2023/2/737/45

voidf(MyArray&v);voidmain(){MyArrayA(10);f(A);}voidf(MyArray&v){//……for(inti=0;i<3;i++){try{if(i!=1){v[i]=i;cout<<v[i]<<endl;} elsev[v.size()+10]=10; }catch(ArrayOverflow&r){cout<<r.what();}} //for循環(huán)結(jié)束}程序運行后輸出：0數(shù)組下標20越界數(shù)組越界異常!213.4異常處理中的退棧 和對象析構(gòu)

2023/2/7北京郵電大學電信工程學院計算機技術(shù)中心39/4513.4異常處理中的退棧和對象析構(gòu)在函數(shù)調(diào)用時，函數(shù)中定義的自動變量將在堆棧中存放。結(jié)束函數(shù)調(diào)用時，這些自動變量就會從堆棧中彈出，不再占用堆棧的空間，這個過程有時被稱為“退?！保⊿tackunwinding）。其他的結(jié)束動作還包括調(diào)用析構(gòu)函數(shù)，釋放函數(shù)中定義的對象。2023/2/7北京郵電大學電信工程學院計算機技術(shù)中心40/4513.4異常處理中的退棧和對象析構(gòu)但是，如果函數(shù)執(zhí)行時出現(xiàn)異常，并且只是采用簡單的顯示異常信息，然后退出（exit）程序的做法，則程序的執(zhí)行就會突然中斷，結(jié)束函數(shù)調(diào)用時必須完成的退棧和對象釋放的操作也不會進行。這樣的結(jié)果是很不希望的。2023/2/741/45

floatfunction3(intk) //function3中可能有異常{if(k==0){cout<<"function3中發(fā)生異常\n"; //顯示異常信息

exit(1);} //退出執(zhí)行

elsereturn123/k;}voidfunction2(intn) {ForTestA12;function3(n); //第三次調(diào)用}voidfunction1(intm){ForTestA11;function2(m); //第二次調(diào)用}voidmain(){function1(0); //第一次調(diào)用} 2023/2/7北京郵電大學電信工程學院計算機技術(shù)中心42/4513.4異常處理中的退棧和對象析構(gòu)程序運行后顯示：

function3中發(fā)生異常在function1和fuction2中分別定義了ForTest類的對象。如果函數(shù)可以正常退出，這些對象將被釋放。但是，程序運行后只顯示了異常信息。沒有析構(gòu)函數(shù)被調(diào)用的跡象。說明所創(chuàng)建的對象沒有被釋放。如果采用C++的異常處理機制來進行處理。情況就會完全不同。2023/2/7北京郵電大學電信工程學院計算機技術(shù)中心43/4513.4異常處理中的退棧和對象析構(gòu)如果在function3中用throw語句來拋擲異常，就會開始function3的退棧。然后，返回到函數(shù)function2開始function2的退棧，，并且調(diào)用ForTest類析構(gòu)函數(shù)，釋放對象A12。接著，返回到函數(shù)function1開始function1的退棧，，并且調(diào)用ForTest類析構(gòu)函數(shù)，釋放對象A11。2023/2/744/45

例13.6用C++異常處理機制來重新編寫例13.5。//例13.6:用C++異常處理機制，對象可以完全釋放//Demonstratingstackunwinding.#include<iostream>#include<stdlib.h>#include<exception>using