面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計第十二章異常處理機制

面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計第十二章異常處理機制第一頁，共二十九頁，編輯于2023年，星期五

本章主要內(nèi)容：●異常處理的任務(wù)與思想●異常處理的實現(xiàn)●異常處理的應(yīng)用●異常處理中的構(gòu)造與析構(gòu)●C++標準異常類第二頁，共二十九頁，編輯于2023年，星期五10.1異常處理的任務(wù)與思想●軟件不僅要保證能正確完成任務(wù)，還應(yīng)當具有良好的容錯性?！袢蒎e性是指軟件不僅在正確操作的條件下能正確運行，而且當環(huán)境異常或不當使用時，依然能合理處理運行過程中的出現(xiàn)的各種異常，而不會產(chǎn)生各種意想不到的后果。

●程序中的各種異常通過分析完全可以預(yù)料。●根據(jù)異常的不同情況進行對異常進行處理，如給出提示信息、允許用戶排除環(huán)境錯誤、繼續(xù)運行程序等都是異常處理的基本任務(wù)。第三頁，共二十九頁，編輯于2023年，星期五1.傳統(tǒng)的異常處理方法●傳統(tǒng)程序設(shè)計方法中，通常采用系統(tǒng)提供的中斷函數(shù)或指令。

●當被調(diào)用函數(shù)發(fā)生異?；虍a(chǎn)生錯誤時，返回一個特定的值，以便調(diào)用函數(shù)檢測錯誤標志，并作出處理；或當錯誤產(chǎn)生時，釋放所有資源，結(jié)束程序運行

第四頁，共二十九頁，編輯于2023年，星期五常用中斷函數(shù)或指令

函數(shù)原型/指令

功能

頭文件voidabort()中斷程序執(zhí)行，返回主C++窗口stdlib.hvoidassert(表達式)若表達式的值為false則中斷程序執(zhí)行，并顯示中斷所在的文件和所在行號assert.hvoidexit(狀態(tài))中斷程序執(zhí)行，返回退出代碼（狀態(tài)值）stdlib.hreturn表達式終止函數(shù)執(zhí)行,返回表達式的值

第五頁，共二十九頁，編輯于2023年，星期五#include<iostream.h>doublediv(double,double);voidmain(){ doublex,y; cout<<"Pleaseinputy="; cin>>y; cout<<"Pleaseinputx="; cin>>x; if(x==0) cout<<"Dividedbyzero,Error!"<<endl;else{cout<<"q="<<div(x,y)<<endl;}cout<<"Endoftheprogram."<<endl;}doublediv(doublex,doubley){returny/x;}傳統(tǒng)異常處理方法的優(yōu)點是異常處理直接，系統(tǒng)運行開銷少，適用于處理簡單的局部錯誤與異常。不足之處是異常處理代碼分布于程序中可能出錯的各個地方，異常處理代碼與系統(tǒng)功能實現(xiàn)代碼混在一起，降低程序的可讀性與可維護性，不適合大型軟件的開發(fā)，也不符合現(xiàn)代軟件工程的理念第六頁，共二十九頁，編輯于2023年，星期五2.C++異常處理機制

●在大型軟件中，由于函數(shù)之間具有各自明確的分工并可能存在調(diào)用關(guān)系，發(fā)生錯誤的函數(shù)可能不便于或不具備處理錯誤的條件。

●

C++異常處理機制的基本思想是將異常檢測與異常處理分離。產(chǎn)生異常的函數(shù)不一定需要具備異常處理的能力，當一個函數(shù)發(fā)生異常時，它拋出所發(fā)生的異?；蝈e誤，由調(diào)用者捕獲或處理異常，若上層調(diào)用函數(shù)仍不便于處理異常，還可以進一步拋出異常，按調(diào)用層次關(guān)系傳遞給更上一層處理。第七頁，共二十九頁，編輯于2023年，星期五2.C++異常處理機制函數(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)系第八頁，共二十九頁，編輯于2023年，星期五10.2C++異常處理的實現(xiàn)●C++語言提供了對異常處理機制的內(nèi)部支持●由try、throw和catch語句提供了C++用于實現(xiàn)異常處理的機制。●在異常處理機制的支持下，可以更合理、更有效的處理程序運行過程中存在的各種異?，F(xiàn)象。第九頁，共二十九頁，編輯于2023年，星期五1.異常處理的語法

●try-throw-catch是C++異常處理機制的實現(xiàn)語句；●程序中可能產(chǎn)生異常的部分應(yīng)包含于try塊之中；●異常由緊隨其后的catch語句捕獲和處理；●throw語句的作用是拋出異常。第十頁，共二十九頁，編輯于2023年，星期五異常處理程序的使用形式

try{

語句；

}catch(類型1參數(shù)1){

與類型1相關(guān)的異常處理語句；}catch(類型2參數(shù)2){

與類型2相關(guān)的異常處理語句；}┇catch(類型n參數(shù)n){

與類型n相關(guān)的異常處理語句；}throw表達式使用格式如下：throw表達式；第十一頁，共二十九頁，編輯于2023年，星期五●try語句塊實際上是程序代碼的保護段，表明該程序段在執(zhí)行過程中可能會產(chǎn)生異?；虺霈F(xiàn)錯誤；●若預(yù)料某段程序代碼或某個函數(shù)可能發(fā)生異?；蝈e誤，就應(yīng)當將之置于try語句塊之內(nèi)；●一旦該代碼段或函數(shù)在調(diào)用過程中產(chǎn)生了異常情況，throw語句將拋出這個異常，并通過throw之后的表達式返回一個值；有關(guān)說明第十二頁，共二十九頁，編輯于2023年，星期五●當函數(shù)出現(xiàn)了自己不能處理的異常，就可以使用“throw表達式”將異常拋出；●throw之后的“表達式”表示異常類型，它在語法上與return語句的“表達式”值類似；●throw語句表達式的值不能用來區(qū)分不同異常，所以當程序?qū)⒁獟伋龆鄠€異常，應(yīng)該用不同類型的表達式值相互區(qū)別；

有關(guān)說明(續(xù))第十三頁，共二十九頁，編輯于2023年，星期五●catch語句塊是異常處理的程序代碼，捕獲和處理由“throw表達式”所拋出的異常?！馽atch之后的異常類型可以是任何有效的數(shù)據(jù)類型，它與函數(shù)的形參類似，既可以是int、float等某個類型值，也可以是引用及C++的類，它用于指定catch語句塊所處理的異常的類型；●當異常被拋出后，catch塊依次被檢查，若某catch語句塊的異常類型與被拋出的異常類型一致，則執(zhí)行該異常處理程序段。有關(guān)說明(續(xù))第十四頁，共二十九頁，編輯于2023年，星期五●在一個try語句塊內(nèi)，異常處理程序?qū)凑账霈F(xiàn)的位置先后順序進行檢查。若找到一個匹配的異常類型，后面的異常處理都將被忽略；●如果異常類型聲明是一個省略號(…)，則表示catch語句可以處理任何類型的異常；●類型為省略號的catch處理程序必須是try塊的最后一段處理程序。

有關(guān)說明(續(xù))第十五頁，共二十九頁，編輯于2023年，星期五doublediv(doublex,doubley){if(x==0) throwy;//若x=0時,拋出異常returny/x;}#include<iostream.h>doublediv(double,double);voidmain(){doublex,y;try //try語句塊{ cout<<"Pleaseinputy="; cin>>y; cout<<"Pleaseinputx="; cin>>x; cout<<"q="<<div(x,y)<<endl;}catch(double) //捕獲異常{ cout<<"Dividedbyzero,Error!"<<endl;}cout<<"Endoftheprogram."<<endl;}第十六頁，共二十九頁，編輯于2023年，星期五異常處理的執(zhí)行過程

●通過正常的執(zhí)行順序直到try語句，然后執(zhí)行try塊內(nèi)的保護段?！袢舯Ｗo段在執(zhí)行期間沒有產(chǎn)生異常，則try語句塊后的catch塊不會被執(zhí)行，程序從最后一個catch語句塊后面的語句繼續(xù)執(zhí)行。

第十七頁，共二十九頁，編輯于2023年，星期五異常處理的執(zhí)行過程(續(xù))

●若保護段在執(zhí)行期間或保護段調(diào)用的任何函數(shù)中(直接或間接的調(diào)用)有異常拋出，則從通過throw操作數(shù)創(chuàng)建的對象中創(chuàng)建一個異常對象。然后尋找catch語句塊或一個能處理任何類型異常的catch處理塊。catch語句塊按其出現(xiàn)的順序被檢查，如果沒有匹配的catch處理塊，則繼續(xù)檢查下一個動態(tài)封閉的try塊，直到最外層的封閉try塊被檢查完。第十八頁，共二十九頁，編輯于2023年，星期五異常處理的執(zhí)行過程(續(xù))

●若沒有匹配的catch處理塊，則terminate函數(shù)將被自動調(diào)用，而terminate函數(shù)的默認功能是調(diào)用abort函數(shù)終止程序?！袢粲衅ヅ涞腸atch處理塊，如果它通過值進行捕獲，則其形參通過復(fù)制異常對象進行初始化。如果它通過引用進行捕獲，則參量被初始化為指向異常對象。在形參被初始化之后，對那些在與catch處理器相對應(yīng)的try塊開始和異常拋出點之間創(chuàng)建、但尚未析構(gòu)的所有自動對象進行析構(gòu)，然后執(zhí)行catch處理程序。第十九頁，共二十九頁，編輯于2023年，星期五

多種異常的檢測。#include<iostream.h>doublejudgement(char*ptr,intag,doublesal);voidmain(){charname[20];doublesalary;intage;cout<<"Pleaseinputname:"<<endl;cin>>name;cout<<"Pleaseinputage:"<<endl;cin>>age;cout<<"Pleaseinputsalary:"<<endl;cin>>salary;if(judgement(name,age,salary)){cout<<"name="<<name<<endl;cout<<"age="<<age<<endl;cout<<"salary="<<salary<<endl;}cout<<"Endoftheprogram."<<endl;}doublejudgement(char*ptr,intag,doublesal){boollogic;logic=true；try{if(a<16)throwag;if(s<530)throwsal;}catch(intag){logic=false；cout<<"職工年齡小于16歲，違反勞動法!"<<ag<<endl;}catch(doublesal){logic=false；cout<<"工資低于本市最低工資530元，違反勞動!"<<sal<<endl;}returnlogic;}第二十頁，共二十九頁，編輯于2023年，星期五●

C++程序設(shè)計中經(jīng)常發(fā)生函數(shù)調(diào)用，在調(diào)用函數(shù)時除需要了解函數(shù)參數(shù)值和返回值類型之外，當函數(shù)有異常拋出時，還需要知道函數(shù)拋出異常的方式，以方便調(diào)用函數(shù)（主調(diào)函數(shù)）對異常進行處理.函數(shù)異常接口的聲明進一步提高了程序的可讀性?！癞惓５膾伋?、捕獲與處理已經(jīng)成為函數(shù)接口的一部分，因此，在函數(shù)原型中需要指定函數(shù)可以拋出的異常類型。2.異常處理接口

第二十一頁，共二十九頁，編輯于2023年，星期五指定異常類型類型函數(shù)名(參數(shù)表)throw(A1,A2,…,An);

函數(shù)原型聲明表明可以拋出的異常類型為A1,A2,…,An及這些類型的子類型異常。指定函數(shù)所拋出的異常的形式：第二十二頁，共二十九頁，編輯于2023年，星期五指定函數(shù)所拋出的異常的形式(續(xù))

2.拋出任意類型異常類型函數(shù)名(參數(shù)表);

函數(shù)原型沒有throw的說明，該函數(shù)可以拋出任意類型的異常。第二十三頁，共二十九頁，編輯于2023年，星期五指定函數(shù)所拋出的異常的形式(續(xù))3.不拋出異常類型函數(shù)名(參數(shù)表)throw();throw之后是一個空表，該函數(shù)原型聲明表示該函數(shù)不拋出任何類型的異常。第二十四頁，共二十九頁，編輯于2023年，星期五C++異常處理機制不僅能處理各種不同類型的異常，而且能處理構(gòu)造函數(shù)異常，即具有為拋出異常前構(gòu)造的所有局部對象自動調(diào)用析構(gòu)函數(shù)的能力。3.異常處理中的構(gòu)造與析構(gòu)第二十五頁，共二十九頁，編輯于2023年，星期五#include<iostream.h>voidTestFun();classTestA{public:TestA(){cout<<"ConstructingTestA..."<<endl;};~TestA(){cout<<"DestructingTestA"<<endl;};voidDisplay(){cout<<"ClassTestAException!"<<endl;}};classTestB{public:TestB();~TestB();};TestB::TestB(){cout<<"ConstructingTestB"<<endl;}TestB::~TestB(){cout<<"DestructingTestB"<<endl;}voidTestFun(){TestBtb;cout<<"ThrowTestAException!"<<endl;throwTestA();}voidmain(){cout<<"NowEntermain()"<<endl;try{cout<<"NowCallTestFun()"<<endl;TestFun();}catch(TestAta){cout<<"AnTestAExceptionOccurred!"<<endl;ta.Display();}catch(...){cout<<"OtherExceptionOccurred!"<<endl;}cout<<"Returnmain()"<<endl;}第二十六頁，共二十九頁，編輯于2023年，星