C++ Programming Language11

西安电子科技大学计算机学院PHOENIX|课程讲义|January30,2020©2007XIDIAN.EDU.CNC++语言程序设计——异常处理SchoolofComputerScience&Engineering,XidianUniversityC++程序设计|©2007XIDIAN.EDU.CN2主要内容C++异常处理机制抛出异常Q&ASchoolofComputerScience&Engineering,XidianUniversityC++程序设计|©2007XIDIAN.EDU.CN3异常处理异常处理(ExceptionHandling)是一种错误状况的处理机制最初的C++并没有异常处理机制,随着语言的发展,在C++标准化时,将这项功能加入到标准之中在一般简单的程序中不常用到异常处理机制,但在团队合作的专业开发中,可以通过该机制来处理各个程序模块彼此关联时可能遇到的问题,从而提高程序的可靠性SchoolofComputerScience&Engineering,XidianUniversityC++程序设计|©2007XIDIAN.EDU.CN4什么是异常?每个程序在执行的时候,都可能遇到一些意外的情况,例如:–用户的不合理的输入数据–找不到要打开的文件–数组下标越界错误–除零错误–内存空间不足,无法分配–……SchoolofComputerScience&Engineering,XidianUniversityC++程序设计|©2007XIDIAN.EDU.CN5什么是异常?一般情况下,程序运行遇到这些错误时,不是执行结果异常,就是系统会立即中止程序,而这两种结果都不是最合理处理方式因此,为了提高程序的可靠性,在设计程序时就需要预先设计遭遇意外情况时的处理措施,使得程序不会出现奇怪的运行结果或随意地中止运行过去常见的方式是用if语句先检查变量或者用户输入,若有不合理数据则做适当的处理,例如:int*intPtr=(int*)malloc(sizeof(int)*100);if(intPtr==NULL){//……}SchoolofComputerScience&Engineering,XidianUniversityC++程序设计|©2007XIDIAN.EDU.CN6什么是异常?这种处理方式下,如果程序规模很大时,就会发现正常的程序代码与处理意外情况的程序代码混杂在一起,并导致程序流程复杂,造成程序维护困难为改善这种情况,C++提供一种异常处理机制,让程序设计人员可以用更有效率的方式来处理各种异常或错误情况对C++而言,当异常(Exception)发生时,程序(或程序所调用的函数)会抛出(throw)异常,此时若不加以处理,程序就会异常中止.我们先来看程序产生异常时,异常中止的情形,下面程序会产生索引越界异常SchoolofComputerScience&Engineering,XidianUniversityC++程序设计|©2007XIDIAN.EDU.CN7异常产生程序中止#includeiostream#includestringusingnamespacestd;intmain(){intindex,len;stringstr(“earthquake);coutEnterthebeginindexofsubstring:endl;cinindex;coutEnterthelengthofsubstring:endl;cinlen;coutstr.substr(index,len)=str.substr(index,len)endl;coutYoucan'tseethissentenceifexceptionoccured.endl;return0;}SchoolofComputerScience&Engineering,XidianUniversityC++程序设计|©2007XIDIAN.EDU.CN8什么是异常?在调用string类的成员函数substr()时,如果参数索引值越界,则会引发异常.由于我们的程序代码未对这种可能的情况做任何处理,所以此时将会粗暴中止程序运行.可以想象,如果我们开发的是商业软件,出现类似的无信息粗暴中止,会极大降低用户满意度SchoolofComputerScience&Engineering,XidianUniversityC++程序设计|©2007XIDIAN.EDU.CN9解决方法—条件测试方式可以在程序中通过条件测试的方式来对意外情况做一定的处理,比如本例中,可通过如下代码处理:……coutEnterthebeginindexofsubstring:endl;cinindex;coutEnterthelengthofsubstring:endl;cinlen;while(index=str.size()||len(str.size()-index)){coutdataoutofrange,pleaseenteragain:endl;coutEnterthebeginindexofsubstring:endl;cinindex;coutEnterthelengthofsubstring:endl;cinlen;}……SchoolofComputerScience&Engineering,XidianUniversityC++程序设计|©2007XIDIAN.EDU.CN10解决方法—异常处理方式……try{coutEnterthebeginindexofsubstring:endl;cinindex;coutEnterthelengthofsubstring:endl;cinlen;coutstr.substr(index,len)=str.substr(index,len)endl;}catch(out_of_range&e){cerrError:e.what()endl;}coutYoucanseethissentenceevenifexceptionoccured.endl;……SchoolofComputerScience&Engineering,XidianUniversityC++程序设计|©2007XIDIAN.EDU.CN11异常处理基本结构在C++异常处理机制下,当程序运行时遇到无法解决的情况,系统会产生对应的异常对象以通知程序该意外情况.对程序而言,应该以异常处理架构来捕捉和处理异常.C++语言用关键字try和catch来建立异常处理架构,其语法如下:try{//可能引发异常的语句//例如索引越界}catch(异常的类型异常对象){//处理异常的语句}SchoolofComputerScience&Engineering,XidianUniversityC++程序设计|©2007XIDIAN.EDU.CN12异常处理基本结构在try区块中可以放入正常的程序代码,也就是程序正常执行的语句.通常将一段可能会引发异常的语句(比如前述的取子串的语句)放在try区块中注意:即使try区块内的语句只有一行,也不能省略大括号,这是try复合语句与if/for等复合语句的区别catch区块中即所谓的异常处理程序,也就是要用来处理不正常状况的程序代码.在catch后面的括号类似于函数的参数声明,在此处列出此段程序是要捕捉哪一类型的异常,当发生此类型异常时,执行该catch区块内的程序代码SchoolofComputerScience&Engineering,XidianUniversityC++程序设计|©2007XIDIAN.EDU.CN13异常处理程序执行流程程序结束程序被中止进入try区块有否发生异常[有][没有]后续的程序对应的catch区块是否存在捕捉该类型异常的catch区块[有][没有]SchoolofComputerScience&Engineering,XidianUniversityC++程序设计|©2007XIDIAN.EDU.CN14异常处理的基本结构stdexcept内包含多个C++标准库的异常类定义try区块中包含调用string类成员函数substr()的语句,如果参数不合理,会引发异常catch后的括号内声明捕捉的是out_of_range类型的异常对象,复合语句用cerr输出相关信息捕捉到的异常对象(e)调用其成员函数what(),返回有关该异常对象的简单信息通过try与catch机制,当异常产生时,程序不会中止执行,而是跳转到相应catch区块继续执行.执行完catch内代码后,继续执行之后代码,使得程序可以正常执行完毕SchoolofComputerScience&Engineering,XidianUniversityC++程序设计|©2007XIDIAN.EDU.CN15未捕捉到合适的异常注意,欲使异常处理机制能在异常产生时发挥效用,catch捕捉的意外类型必须与程序抛出的意外类型一致.否则即使程序中有try/catch区块,发生未捕捉到的异常类型时,程序仍然会立即中止执行虽然有捕捉out_of_range类型异常的catch区块,但当类型不匹配的异常被抛出时,系统仍会因为找不到相应的catch区块而中止程序运行SchoolofComputerScience&Engineering,XidianUniversityC++程序设计|©2007XIDIAN.EDU.CN16捕捉多个异常如果希望程序可以捕捉多个异常,可以在try区块后加上多个catch区块,每个区块都负责处理某一种异常发生的情形,其结构如下:try{//可能引发异常的语句//例如索引越界}catch(异常类型1异常对象){//处理异常的语句}catch(异常类型2异常对象){//处理异常的语句}//还可以继续再接其它的catch区块SchoolofComputerScience&Engineering,XidianUniversityC++程序设计|©2007XIDIAN.EDU.CN17捕捉多个异常当try区块中的语句引发异常时,系统会依次序根据异常类型是否相符来寻找合式的catch区块若发现相符者,就将程序流程转到该catch区块执行,找到某相符catch区块后并执行完毕后,程序控制跳转到所有catch区块之后的语句,其它catch区块将不会被执行若找完最后一个catch区块还未找到,则中止程序执行SchoolofComputerScience&Engineering,XidianUniversityC++程序设计|©2007XIDIAN.EDU.CN18捕捉所有异常当程序规模越来越大,复杂性不断提高,try区块中的语句有可能引发各种各样的异常因为通常我们不想对每一种异常都做特定的处理,所以为每一种异常类型写一个catch区块是不必要的但即使不想处理所有的异常,也不希望程序在发生为处理的异常时,突然的中止执行可以用一个特别的catch区块来捕捉所有不想特别处理的异常SchoolofComputerScience&Engineering,XidianUniversityC++程序设计|©2007XIDIAN.EDU.CN19捕捉所有异常捕捉所有异常catch区块语法:try{//可能引发异常的语句}catch(…){//可捕捉所有异常的catch区块//处理异常的语句}catch(…)的语法也可与其他catch区块同时使用,可以处理其它catch区块都未能匹配的异常catch(…)与其它catch区块同时使用顺序问题SchoolofComputerScience&Engineering,XidianUniversityC++程序设计|©2007XIDIAN.