《C++語言程序設(shè)計》課件第11章

C++語言程序設(shè)計第十一組C++語言程序設(shè)計第十一章異常處理C++語言程序設(shè)計1目錄C++語言程序設(shè)計2“異常和異常處理C++異常處理機制用類對象傳遞異?；局R異常處理中的退棧和對象析構(gòu)刨根問底用戶自定義類的對象傳遞異常自定義exception類的派生類對象傳遞異常編程技能C++語言程序設(shè)計3基本知識a11.1異常和異常處理異常（Exceptions）是程序在運行時可能出現(xiàn)的會導(dǎo)致程序運行終止的錯誤。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。程序的錯誤和異常是不同的概念。程序中的錯誤包括語法錯誤和邏輯錯誤。語法錯誤可以在編譯時由編譯程序發(fā)現(xiàn)。邏輯錯誤則會導(dǎo)致在運行程序后，得到的結(jié)果不正確。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。如果異常不發(fā)生，程序的運行就沒有一點問題，但是，如果異常發(fā)生了，程序的運行就可能不正常，甚至會終止程序的運行。C++語言程序設(shè)計411.1異常和異常處理常見的異常，如：系統(tǒng)資源不足。如內(nèi)存不足，不可以動態(tài)申請內(nèi)存空間；磁盤空間不足，不能打開新的輸出文件，等。用戶操作錯誤導(dǎo)致運算關(guān)系不正確。如出現(xiàn)分母為0，數(shù)學運算溢出，數(shù)組越界，參數(shù)類型不能轉(zhuǎn)換，等。異常有以下的一些特點：偶然性。程序運行中，異常并不總是會發(fā)生的?？深A(yù)見性。異常的存在和出現(xiàn)是可以預(yù)見的。嚴重性。一旦異常發(fā)生，程序可能終止，或者運行的結(jié)果不可預(yù)知。C++語言程序設(shè)計511.1異常和異常處理對于程序中的異常，通常有三種處理的方法：不作處理。很多程序?qū)嶋H上就是不處理異常的。發(fā)布相應(yīng)的錯誤信息，然后，終止程序的運行。在C語言的程序中，往往就是這樣處理的。適當?shù)奶幚懋惓?，一般?yīng)該使程序可以繼續(xù)運行。異常處理（ExceptionHandling）就是在程序運行時對異常進行檢測和控制。C++中，異常處理（EH）就是用C++提供的try－throw－catch的模式進行異常處理的機制。C++語言程序設(shè)計6用一般的方法處理除法溢出#include<iostream>usingnamespacestd;#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;}C++語言程序設(shè)計7voidmain(){doublex,y,z;cout<<"輸入兩個實數(shù)x和y：";while(cin>>x>>y) { z=divide(x,y); cout<<"x除以y等于"<<z<<"\n"; cout<<"輸入下一組數(shù)<q表示結(jié)束>:"; } cout<<"Bye!\n";}例：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。C++語言程序設(shè)計811.2C++異常處理機制C++處理異常有兩個基本的做法：異常的檢測和處理在不同的代碼段中進行的。認為檢測異常是程序編寫者的責任，而異常的處理是程序使用者要關(guān)心的問題。或者說，不同的人使用相同的程序，有可能對于異常會有不同的處理方式。由于異常的檢測和處理不是在同一個代碼段中進行的，在檢測異常和處理異常的代碼段之間需要有一種傳遞異常信息的機制，在C++中是通過“對象”來傳遞異常的。這種對象可以是一種簡單的數(shù)據(jù)（如整數(shù)），也可以是系統(tǒng)定義或用戶自定義的類對象。C++術(shù)語中，異常（Exception）是作為專用名詞出現(xiàn)的。將異常檢測程序所拋擲的“帶有異常信息的對象”稱為“異?！?。而將捕獲異常的處理程序稱為異常處理程序（ExceptionHandler）。C++語言程序設(shè)計911.2C++異常處理機制C++異常處理的語法可以表述如下：

try {受保護語句; throw異常;

其他語句; } catch(異常類型) {異常處理語句;

}C++的語法中將以上兩部分（try、catch）合在一起稱為try模塊（tryblock）。try后面的語句塊稱為受保護段。catch部分的作用是捕獲異常和處理異常。程序執(zhí)行的流程有兩種：沒有異常：try→受保護語句→其他語句；有異常：try→受保護語句→throw異?！鷆atch→異常處理語句用C++的異常處理機制，處理除法溢出#include<iostream>usingnamespacestd;#include<stdlib.h>doubledivide(doublea,doubleb){if(b==0){

throw"輸入錯誤：除數(shù)不可以等于0!";}returna/b;}C++語言程序設(shè)計10voidmain(){doublex,y,z;cout<<"輸入兩個實數(shù)x和y：";while(cin>>x>>y){try {z=divide(x,y); }catch(constchar*s) //startofexceptionhandler { cout<<s<<"\n"; cout<<"輸入一對新的實數(shù)："; continue; } //endofhandlercout<<"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";}例：不但能檢測到0作為除數(shù)的異常，發(fā)布相應(yīng)的信息，而且程序還要繼續(xù)運行，直到結(jié)束程序運行。C++語言程序設(shè)計1111.2C++異常處理機制try語句塊和catch語句塊是一個整體，兩者之間不能有其他的語句；一個try語句塊后面可以有多個catch語句，但是，不可以幾個try語句塊后面用一個catch語句。C++語言程序設(shè)計1211.3用類對象傳遞異常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。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。C++語言程序設(shè)計1311.3用類對象傳遞異常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。exception類的定義可以表述如下：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;

};C++語言程序設(shè)計1411.3用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。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)。用C++標準異常類，處理除法溢出#include<iostream>#include<exception>usingnamespacestd;

doubledivide(doublea,doubleb){ if(b==0) { throwruntime_error("輸入錯誤：除數(shù)不可以等于0!"); } returna/b;}C++語言程序設(shè)計15voidmain(){ doublex,y,z; cout<<"輸入兩個實數(shù)x和y："; while(cin>>x>>y) { try {z=divide(x,y); }

catch(runtime_errorerr) //exceptionhandler { cout<<err.what()<<"\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";}例：不但能檢測到0作為除數(shù)的異常，發(fā)布相應(yīng)的信息，而且程序還要繼續(xù)運行，直到結(jié)束程序運行。C++語言程序設(shè)計16編程技能b#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：?？眨荒艹鰲?。"<<endl;}};17（一）用戶自定義類的對象傳遞異常template<classT,inti>//類模板定義classMyStack{TStackBuffer[i];intsize;inttop;public:MyStack(void):size(i){top=i;};voidpush(constTitem);Tpop(void);};template<classT,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;}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}18（一）用戶自定義類的對象傳遞異常voidmain() //類模板測試程序{MyStack<int,5>ss;for(inti=0;i<10;i++){try

{if(i%3)cout<<ss.pop()<<endl;

elsess.push(i);}

catch(StackOverflowException&e)

{e.getMessage();

}

catch(StackEmptyException&e){e.getMessage();}}

cout<<"Bye\n";}程序執(zhí)行的結(jié)果是：0異常：棧空不能出棧。3異常：?？詹荒艹鰲?。6異常：?？詹荒艹鰲?。ByeC++語言程序設(shè)計（二）自定義exception類的派生類對象傳遞異常C++語言程序設(shè)計19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。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。#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;}; 20（二）自定義exception類的派生類對象傳遞異常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};C++語言程序設(shè)計int&MyArray::operator[](inti) //重載[]運算符{if(i>=0&&i<sz)returnp[i];

throwArrayOverflow(i);}voidf(MyArray&v);voidmain(){MyArrayA(10);f(A);}21（二）自定義exception類的派生類對象傳遞異常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}C++語言程序設(shè)計刨根問底cC++語言程序設(shè)計22（I）異常處理中的退棧和對象析構(gòu)C++語言程序設(shè)計23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)中定義的對象所占用的其它內(nèi)存空間等資源。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析構(gòu)的操作也不會進行。這樣的結(jié)果是很不希望的。例：用C++異常處理機制來處理對象不能完全被釋放問題。voidfunction2(intn) {ForTestA12;fun