第12章 異常處理

第十二章

異常處理清華大學(xué)鄭莉目錄12.1異常處理的基本思想12.2C++異常處理的實(shí)現(xiàn)12.3異常處理中的構(gòu)造與析構(gòu)12.4標(biāo)準(zhǔn)程序庫異常處理12.5綜合實(shí)例——對個(gè)人銀行賬戶管理程序的改進(jìn)12.6深度探索12.7小結(jié)212.1異常處理的基本思想3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12.2.1異常處理的語法412.2

C++異常處理的實(shí)現(xiàn)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12.2.1異常處理的語法（續(xù)）若有異常則通過throw操作創(chuàng)建一個(gè)異常對象并拋擲。將可能拋出異常的程序段嵌在try塊之中。控制通過正常的順序執(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(gè)catch子句后面的語句繼續(xù)執(zhí)行下去。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）。如果匹配的處理器未找到，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。512.2

C++異常處理的實(shí)現(xiàn)例12-1處理除零異常//12_1.cpp#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;}612.2

C++異常處理的實(shí)現(xiàn)——12.2.1異常處理的語法

結(jié)果如下：5/2=28isdividedbyzero!Thatisok.12.2.2異常接口聲明可以在函數(shù)的聲明中列出這個(gè)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();712.2

C++異常處理的實(shí)現(xiàn)12.3異常處理中的構(gòu)造與析構(gòu)找到一個(gè)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)）的所有自動對象進(jìn)行析構(gòu)。從最后一個(gè)catch處理之后開始恢復(fù)執(zhí)行。8例12-2使用帶析構(gòu)語義的類的C++異常處理//12_2.cpp#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;}};912.3異常處理中的構(gòu)造與析構(gòu)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;}10例12-2（續(xù)）12.3異常處理中的構(gòu)造與析構(gòu)例12-2（續(xù)）結(jié)果如下：InmainfunctionConstructorofDemoThrowMyExceptioninfunc()DestructorofDemoCaughtanexception:exceptionthrownbyfunc()Resumetheexecutionofmain()1112.3異常處理中的構(gòu)造與析構(gòu)12.4標(biāo)準(zhǔn)程序庫異常處理12range_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1312.4標(biāo)準(zhǔn)程序庫異常處理例12-3三角形面積計(jì)算編寫一個(gè)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

1412.4標(biāo)準(zhǔn)程序庫異常處理例12-3（續(xù)）//12_3.cpp#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));}1512.4標(biāo)準(zhǔn)程序庫異常處理例12-3（續(xù)）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;}1612.4標(biāo)準(zhǔn)程序庫異常處理例12-3（續(xù)）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:thesidelengthshouldfitthetriangleinequation1712.4標(biāo)準(zhǔn)程序庫異常處理12.5綜合實(shí)例——對個(gè)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(gè)Date對象時(shí)如發(fā)生了錯(cuò)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(cuò)誤，由于希望異常信息能夠標(biāo)識是哪個(gè)賬戶發(fā)生了錯(cuò)誤。本程序中創(chuàng)建了一個(gè)類AccountException，該類從runtime_error派生，該類中保存了一個(gè)Account型常指針，指向發(fā)生錯(cuò)誤的賬戶，這樣在主函數(shù)中，輸出錯(cuò)誤信息的同時(shí)也可以將賬號輸出。18//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;}1912.5綜合實(shí)例——對個(gè)人銀行賬戶管理程序的改進(jìn)例12-4//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，其它各類的定義與例11-13完全相同，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__2012.5綜合實(shí)例——對個(gè)人銀行賬戶管理程序的改進(jìn)例12-4（續(xù)）//account.cpp中僅以下成員函數(shù)的實(shí)現(xiàn)與例11-13不同，其它內(nèi)容皆與之完全相同voidAccount::error(conststring&msg)const{ throwAccountException(this,msg);}//12_4.cpp僅主函數(shù)的實(shí)現(xiàn)與例11_13.cpp不同，其它皆與之完全相同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

} 2112.5綜合實(shí)例——對個(gè)人銀行賬戶管理程序的改進(jìn)例12-4（續(xù)）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;}2212.5綜合實(shí)例——對個(gè)人銀行賬戶管理程序的改進(jìn)例12-4（續(xù)）例12-5（續(xù)）運(yùn)行結(jié)果如下：......（前面的輸入和輸出與例9-16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>e2312.5綜合實(shí)例——對個(gè)人銀行賬戶管理程序的改進(jìn)12.6.1異常安全性問題一個(gè)異常安全的函數(shù)，在有異常拋出時(shí)：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：例9-8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(cuò)

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。2412.6深度探索12.6.1異常安全性問題（續(xù)）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(cuò)

list[top+1]=item;//將新元素