第七講 異常處理與IO

第7章異常處理與I/O流

王建興閩江學(xué)院物理學(xué)與電子信息工程系7.1異常處理

異常處理過(guò)程，就是預(yù)防運(yùn)行時(shí)錯(cuò)誤的發(fā)生，即在錯(cuò)誤即將發(fā)生前通過(guò)檢測(cè)觸發(fā)它的條件來(lái)阻止它。C語(yǔ)言沒(méi)有內(nèi)置的運(yùn)行時(shí)錯(cuò)誤處理機(jī)制，一般采用下列的方法來(lái)處理可能的運(yùn)行時(shí)錯(cuò)誤：①

函數(shù)返回統(tǒng)一定義的狀態(tài)編碼來(lái)表操作成功、失敗或其他錯(cuò)誤信息。②

使用全局變量來(lái)保存錯(cuò)誤編碼，每一個(gè)使用到它的函數(shù)在開(kāi)始是時(shí)候都檢查它的值，并且每一個(gè)函數(shù)的結(jié)尾把狀態(tài)信息寫(xiě)回到這個(gè)全局變量中。③

出錯(cuò)時(shí)終止程序運(yùn)行。7.1.1異常處理的語(yǔ)法結(jié)構(gòu)

組成部分：拋出異常、提煉異常、捕獲異常以及異常類型

拋出異常

throw異常對(duì)象表達(dá)式;

throw語(yǔ)句的異常對(duì)象類型就是異常類型

7.1.1異常處理的語(yǔ)法結(jié)構(gòu)

提煉異常和捕獲異常

try{復(fù)合語(yǔ)句

}catch(異常類型

[名稱]){復(fù)合語(yǔ)句

}catch(異常類型

[名稱]){復(fù)合語(yǔ)句

}……【例7-1】

7.1.1異常處理的語(yǔ)法結(jié)構(gòu)從程序結(jié)果中可以看出，在異常發(fā)生時(shí)，會(huì)自動(dòng)調(diào)用在try塊中從try到throw語(yǔ)句之間創(chuàng)建起來(lái)的局部對(duì)象的析構(gòu)函數(shù)，從而正常的釋放內(nèi)存空間。如果在try塊中局部對(duì)象是動(dòng)態(tài)創(chuàng)建的，那么一般來(lái)說(shuō)就需要在相應(yīng)的catch塊中釋放內(nèi)存空間，特別是catch塊中有調(diào)用程序終止的語(yǔ)句時(shí)。

示例代碼7.1.2異常的類型匹配規(guī)則

C++規(guī)定：當(dāng)一個(gè)異常對(duì)象和catch子句參數(shù)類型符合下列條件時(shí)，匹配成功：如果catch子句參數(shù)的類型就是異常對(duì)象的類型或其引用；如果catch子句參數(shù)類型是異常對(duì)象所屬類型的public基類；如果catch子句參數(shù)類型為基類指針或引用，而異常對(duì)象為派生類指針或引用；catch子句參數(shù)類型為void*，而異常對(duì)象為任何類型的指針；catch子句為catch-all，即catch(…)。示例7.1.2異常的類型匹配規(guī)則在異常組合中，要合理安排異常處理的層次：一定要把派生異常捕獲放在基類異常捕獲的前面，否則派生類異常匹配永遠(yuǎn)也不會(huì)執(zhí)行。如果實(shí)在無(wú)法判斷到底會(huì)有什么異常拋出，那就使用catch(void*)和catch(…)，但是必須放在異常組合的最后面。

catch塊的參數(shù)應(yīng)當(dāng)采用引用傳遞而不是值傳遞。原因有二：一是異常對(duì)象可能會(huì)在調(diào)用鏈中上溯好幾個(gè)層次才能遇到匹配的處理塊，此時(shí)引用傳遞比值傳遞的效率高得多；二是可以利用異常對(duì)象的多態(tài)性，因?yàn)楫惓ｎ愋涂赡苁嵌鄳B(tài)類?？梢話伋鲆粋€(gè)異常對(duì)象的地址，那么catch塊中的參數(shù)就是異?；愋偷闹羔槨?.1.4異常處理的其它方面

異常類型和異常對(duì)象

任何一種類型都可以當(dāng)作異常類型，異常僅通過(guò)類型而不是通過(guò)對(duì)象的值來(lái)匹配的。

但是一般不使用基本數(shù)據(jù)類型的對(duì)象作為異常，因?yàn)樗鼈儽硎井惓５哪芰Σ蛔?；相反，總是自定義一些異常類來(lái)具體描述我們需要的異常類型?！纠?-3】

7.1.4異常處理的其它方面

異常說(shuō)明

異常說(shuō)明是為了加強(qiáng)程序的可讀性。DoubleDevide(doublex，

doubley)throw(DevidedByZero);//表示拋出一種異常BoolF(constchar*)throw(T1，

T2，

T3);//表示可能有三種異常①能清楚地告訴函數(shù)的調(diào)用者，該函數(shù)可能會(huì)拋出什么異常，以便用戶能夠編寫(xiě)正確的的異常處理結(jié)構(gòu)。②用戶一般無(wú)法看到函數(shù)的實(shí)現(xiàn)(例如庫(kù)函數(shù))，因此用戶只能瀏覽函數(shù)原型才知道可能會(huì)拋出哪些類型的異常。7.1.4異常處理的其它方面異常重拋或轉(zhuǎn)換

異常重拋(rethrow)，是在catch塊中使用一個(gè)空throw語(yǔ)句來(lái)達(dá)到此目的，重拋后程序立刻退出當(dāng)前try/catch范圍而進(jìn)入上一層范圍，有可能是上一層調(diào)用者，也有可能是嵌套的try/catch結(jié)構(gòu)的上一級(jí)。也可以在catch塊內(nèi)拋出一個(gè)不同于當(dāng)前異常類型的異常對(duì)象，這樣可以實(shí)現(xiàn)異常轉(zhuǎn)換，并讓上層調(diào)用者來(lái)進(jìn)一步處理。7.2I/0流與文件—

流的概念

“流”取意于“水流”、“車流”中的流，表示一種位置的動(dòng)態(tài)變化。

數(shù)據(jù)從任一位置“流”動(dòng)到另一個(gè)位置都可表示為字節(jié)序列的“流”動(dòng)。

根據(jù)“流”的位置和傳輸特征，可分為文件流、I/O流、內(nèi)存流、網(wǎng)絡(luò)流以及加解密流等概念。C++流庫(kù)是C++為了完成輸入/輸出工作而定義的一套類的集合，這些類構(gòu)成一個(gè)層次系統(tǒng)。

7.2I/0流與文件—

流的概念

ios類(<ios.h>)及其類層次是最重要的內(nèi)容。ios類定義了用戶經(jīng)常使用的輸入輸出控制函數(shù)和一些有關(guān)格式控制、狀態(tài)檢測(cè)的枚舉常量。它們的分別定義如下的頭文件：<ios.h>、<istream.h>、<ostream.h>、<iostream.h>和<fstream.h>。

ios(I/O流)istream(輸入流)ostream(輸出流)iostream(輸入/輸出流)fstream(文件輸入/輸出流)ifstream(文件輸入流)ofstream(文件輸出流)7.2I/0流與文件—

流的概念C++的流庫(kù)預(yù)定義了4個(gè)流對(duì)象，它們是istream類對(duì)象cin(標(biāo)準(zhǔn)輸入流，默認(rèn)為鍵盤(pán))，ostream類對(duì)象cout(標(biāo)準(zhǔn)輸出流)、cerr(標(biāo)準(zhǔn)錯(cuò)誤流)、clog(標(biāo)準(zhǔn)日志流)，這三個(gè)對(duì)象默認(rèn)的設(shè)備都是顯示終端。7.2.2C++中的文件輸入/輸出

(1)C++文件流類從ios類派生出文件輸入流類ifstream，文件輸出流類ofstream，文件輸入/輸出流fstream，分別用于文件的輸入、輸出操作。ofstream類：用來(lái)打開(kāi)（創(chuàng)建）文件、并執(zhí)行文件的輸出操作。

ifstream類：用來(lái)打開(kāi)文件，并執(zhí)行文件的輸入操作。

fstream類：它兼有ofstream和ifstream基本性質(zhì)，可以打開(kāi)同時(shí)用于輸入和輸出的文件。

【例7-5】【例7-6】7.2.2C++中的文件輸入/輸出由上面的兩個(gè)例子，可得出看出對(duì)文件的操作過(guò)程如下：①根據(jù)文件的實(shí)際輸入輸出情況定義ifstream、ofstream、fstream類的對(duì)象；②調(diào)用對(duì)象的成員函數(shù)open()來(lái)打開(kāi)文件或通過(guò)構(gòu)造函數(shù)來(lái)直接打開(kāi)文件；③對(duì)文件進(jìn)行操作；④操作完畢后，用成員函數(shù)close()關(guān)閉文件。

7.2.2C++中的文件輸入/輸出對(duì)于三個(gè)文件流類，都有四個(gè)重載的構(gòu)造函數(shù)，現(xiàn)闡述如下：其中最常用是：

ofstream(char*pFileName,intmode,int

prot);7.2.2C++中的文件輸入/輸出關(guān)于三個(gè)參數(shù)的解釋如下：

①

pFileName：文件名指針，要打開(kāi)（創(chuàng)建）的文件名保存在pFileName所指向的字符串中。②

mode：文件的打開(kāi)方式

名稱

描述ios::in

打開(kāi)一個(gè)可讀取文件，如果文件不存在創(chuàng)建文件ios::out

打開(kāi)一個(gè)可寫(xiě)入文件，如果文件不存在創(chuàng)建文件ios::app

寫(xiě)入的所有數(shù)據(jù)將被追加到文件的末尾，此方式使用ios::outios::ate

寫(xiě)入的所有數(shù)據(jù)將被追加到文件的末尾，此方式不使用ios::outios::trunk

打開(kāi)一個(gè)文件，如果文件已存在，刪除文件原來(lái)已存在的內(nèi)容。ios::nocreate

如果文件存在，則打開(kāi)該文件，否則將返回一個(gè)錯(cuò)誤。

ios::noreplace

如果文件不存在，創(chuàng)建并打開(kāi)該文件，否則將返回一個(gè)錯(cuò)誤。

ios::binary

以二進(jìn)制的形式打開(kāi)一個(gè)文件，缺省為文本文件。

7.2.2C++中的文件輸入/輸出關(guān)于三個(gè)參數(shù)的解釋如下：

③prot：文件的讀寫(xiě)權(quán)限

名稱

描述filebuf::openprot

兼容共享方式

filebuf::sh_none

獨(dú)占，不允許共享filebuf::sh_read

允許讀共享filebuf::sh_write

允許寫(xiě)共享【例7-7】7.2.2C++中的文件輸入/輸出函數(shù)seekg()將把定位到指定的位置?？梢允褂茫?/p>

l

ios::beg：移動(dòng)到文件首端；l

ios::end：移動(dòng)到文件末端；

l

一個(gè)負(fù)整數(shù)，如-5：定位到當(dāng)前位置的5個(gè)字符以前；l

一個(gè)正整數(shù)，如5：向后跳過(guò)5個(gè)字符；l

帶兩個(gè)參數(shù)，如(-5,ios::end)：讀文件文本的最后4個(gè)字符，操作過(guò)程是到達(dá)了末尾（ios::end），接著到達(dá)了末尾的前五個(gè)字符的位置（-5）。

7.2.2C++中的文件輸入/輸出(2)文件的操作方式①

文件讀寫(xiě)函數(shù)l

get(char)：從文件中讀取一個(gè)字節(jié)；lgetline(char*pch,intcount,chardelim=’\n’)：從文件中讀取count個(gè)字節(jié)，delim為讀取時(shí)的結(jié)束符；l

read(char*pch,intcount)：從文件中讀取count個(gè)字節(jié)，常用于二進(jìn)制文件。l

put(charch)：向文件寫(xiě)入一個(gè)字節(jié)；l

write(constchar*pch,intcount)：向文件寫(xiě)入count個(gè)字節(jié)，常用于二進(jìn)制文件。7.2.2C++中的文件輸入/輸出(2)文件的操作方式文件檢測(cè)函數(shù)l

good()：無(wú)錯(cuò)誤發(fā)生，返回非零；l

bad()：流操作發(fā)生錯(cuò)誤，返回非零；l

fail()：流操作發(fā)生錯(cuò)誤，返回非零。l

eof()：數(shù)據(jù)流到達(dá)文件尾，返回真值非零;文件尾表示文件最一個(gè)字節(jié)的后面；l

is_open()：檢測(cè)一個(gè)文件流對(duì)象是否關(guān)聯(lián)打開(kāi)某個(gè)文件，即檢測(cè)是否使用open函數(shù)和構(gòu)造函數(shù)打開(kāi)某個(gè)文件；返回非零為真；7.2.2C++中的文件輸入/輸出（3）二進(jìn)制的操作方式get()函數(shù)與put()函數(shù)具有讀/寫(xiě)二進(jìn)制格式文件的能力：讀取一個(gè)字節(jié)，使用get()函數(shù)；寫(xiě)入一個(gè)字節(jié)，則使用put()函數(shù)。如果要讀/寫(xiě)一整塊的數(shù)據(jù)，那么可以使用read()和write()函數(shù)?！纠?-8】

【例7-9】

7.2.2C++中的文件輸入/輸出（4）文件的隨機(jī)讀寫(xiě)

文件的隨機(jī)讀使用函數(shù)seekg()，隨機(jī)寫(xiě)使用函數(shù)seekp()，函數(shù)名中的g和p分別表示get與put，它們的原型是：istream&seekg(streamoffoffset，

seek_dirorigin);ostream&seekp(streamoffoffset，

seek_dirorigin);文件讀寫(xiě)指針的當(dāng)前位置可用以下函數(shù)確定：

streampos

tellg();//返回當(dāng)前讀指針的位置streampos

tellp();

//返回當(dāng)前寫(xiě)指針的位置

【例7-10】7.2.3格式化輸入與輸出對(duì)輸入流與輸出流進(jìn)行數(shù)據(jù)格式控制，有兩種方式：一種使用成員函數(shù)；一種使用操縱符。

（1）用ios類的成員函數(shù)實(shí)現(xiàn)格式化