面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計(jì)第十二章異常處理機(jī)制

面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計(jì)第十二章異常處理機(jī)制第一頁(yè)，共二十九頁(yè)，2022年，8月28日

本章主要內(nèi)容：●異常處理的任務(wù)與思想●異常處理的實(shí)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(biāo)準(zhǔn)異常類第二頁(yè)，共二十九頁(yè)，2022年，8月28日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(dāng)具有良好的容錯(cuò)性?！袢蒎e(cuò)性是指軟件不僅在正確操作的條件下能正確運(yùn)行，而且當(dāng)環(huán)境異常或不當(dāng)使用時(shí)，依然能合理處理運(yùn)行過程中的出現(xiàn)的各種異常，而不會(huì)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?！窀鶕?jù)異常的不同情況進(jìn)行對(duì)異常進(jìn)行處理，如給出提示信息、允許用戶排除環(huán)境錯(cuò)誤、繼續(xù)運(yùn)行程序等都是異常處理的基本任務(wù)。第三頁(yè)，共二十九頁(yè)，2022年，8月28日1.傳統(tǒng)的異常處理方法●傳統(tǒng)程序設(shè)計(jì)方法中，通常采用系統(tǒng)提供的中斷函數(shù)或指令。

●當(dāng)被調(diào)用函數(shù)發(fā)生異?；虍a(chǎn)生錯(cuò)誤時(shí)，返回一個(gè)特定的值，以便調(diào)用函數(shù)檢測(cè)錯(cuò)誤標(biāo)志，并作出處理；或當(dāng)錯(cuò)誤產(chǎn)生時(shí)，釋放所有資源，結(jié)束程序運(yùn)行

第四頁(yè)，共二十九頁(yè)，2022年，8月28日常用中斷函數(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(dá)式)若表達(dá)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(hào)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(dá)式終止函數(shù)執(zhí)行,返回表達(dá)式的值

第五頁(yè)，共二十九頁(yè)，2022年，8月28日#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(diǎn)是異常處理直接，系統(tǒng)運(yùn)行開銷少，適用于處理簡(jiǎn)單的局部錯(cuò)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(cuò)的各個(gè)地方，異常處理代碼與系統(tǒng)功能實(shí)現(xiàn)代碼混在一起，降低程序的可讀性與可維護(hù)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(yè)，共二十九頁(yè)，2022年，8月28日2.C++異常處理機(jī)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(cuò)誤的函數(shù)可能不便于或不具備處理錯(cuò)誤的條件。

●

C++異常處理機(jī)制的基本思想是將異常檢測(cè)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(dāng)一個(gè)函數(shù)發(fā)生異常時(shí)，它拋出所發(fā)生的異?；蝈e(cuò)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(jìn)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(yè)，共二十九頁(yè)，2022年，8月28日2.C++異常處理機(jī)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(yè)，共二十九頁(yè)，2022年，8月28日10.2C++異常處理的實(shí)現(xiàn)●C++語(yǔ)言提供了對(duì)異常處理機(jī)制的內(nèi)部支持●由try、throw和catch語(yǔ)句提供了C++用于實(shí)現(xiàn)異常處理的機(jī)制?！裨诋惓Ｌ幚頇C(jī)制的支持下，可以更合理、更有效的處理程序運(yùn)行過程中存在的各種異?，F(xiàn)象。第九頁(yè)，共二十九頁(yè)，2022年，8月28日1.異常處理的語(yǔ)法

●try-throw-catch是C++異常處理機(jī)制的實(shí)現(xiàn)語(yǔ)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(yǔ)句捕獲和處理；●throw語(yǔ)句的作用是拋出異常。第十頁(yè)，共二十九頁(yè)，2022年，8月28日異常處理程序的使用形式

try{

語(yǔ)句；

}catch(類型1參數(shù)1){

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

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

與類型n相關(guān)的異常處理語(yǔ)句；}throw表達(dá)式使用格式如下：throw表達(dá)式；第十一頁(yè)，共二十九頁(yè)，2022年，8月28日●try語(yǔ)句塊實(shí)際上是程序代碼的保護(hù)段，表明該程序段在執(zhí)行過程中可能會(huì)產(chǎn)生異?；虺霈F(xiàn)錯(cuò)誤；●若預(yù)料某段程序代碼或某個(gè)函數(shù)可能發(fā)生異?；蝈e(cuò)誤，就應(yīng)當(dāng)將之置于try語(yǔ)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(yǔ)句將拋出這個(gè)異常，并通過throw之后的表達(dá)式返回一個(gè)值；有關(guān)說明第十二頁(yè)，共二十九頁(yè)，2022年，8月28日●當(dāng)函數(shù)出現(xiàn)了自己不能處理的異常，就可以使用“throw表達(dá)式”將異常拋出；●throw之后的“表達(dá)式”表示異常類型，它在語(yǔ)法上與return語(yǔ)句的“表達(dá)式”值類似；●throw語(yǔ)句表達(dá)式的值不能用來區(qū)分不同異常，所以當(dāng)程序?qū)⒁獟伋龆鄠€(gè)異常，應(yīng)該用不同類型的表達(dá)式值相互區(qū)別；

有關(guān)說明(續(xù))第十三頁(yè)，共二十九頁(yè)，2022年，8月28日●catch語(yǔ)句塊是異常處理的程序代碼，捕獲和處理由“throw表達(dá)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(gè)類型值，也可以是引用及C++的類，它用于指定catch語(yǔ)句塊所處理的異常的類型；●當(dāng)異常被拋出后，catch塊依次被檢查，若某catch語(yǔ)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(yè)，共二十九頁(yè)，2022年，8月28日●在一個(gè)try語(yǔ)句塊內(nèi)，異常處理程序?qū)凑账霈F(xiàn)的位置先后順序進(jìn)行檢查。若找到一個(gè)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(gè)省略號(hào)(…)，則表示catch語(yǔ)句可以處理任何類型的異常；●類型為省略號(hào)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(yè)，共二十九頁(yè)，2022年，8月28日doublediv(doublex,doubley){if(x==0) throwy;//若x=0時(shí),拋出異常returny/x;}#include<iostream.h>doublediv(double,double);voidmain(){doublex,y;try //try語(yǔ)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(yè)，共二十九頁(yè)，2022年，8月28日異常處理的執(zhí)行過程

●通過正常的執(zhí)行順序直到try語(yǔ)句，然后執(zhí)行try塊內(nèi)的保護(hù)段。●若保護(hù)段在執(zhí)行期間沒有產(chǎn)生異常，則try語(yǔ)句塊后的catch塊不會(huì)被執(zhí)行，程序從最后一個(gè)catch語(yǔ)句塊后面的語(yǔ)句繼續(xù)執(zhí)行。

第十七頁(yè)，共二十九頁(yè)，2022年，8月28日異常處理的執(zhí)行過程(續(xù))

●若保護(hù)段在執(zhí)行期間或保護(hù)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(duì)象中創(chuàng)建一個(gè)異常對(duì)象。然后尋找catch語(yǔ)句塊或一個(gè)能處理任何類型異常的catch處理塊。catch語(yǔ)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(gè)動(dòng)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(yè)，共二十九頁(yè)，2022年，8月28日異常處理的執(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(dòng)調(diào)用，而terminate函數(shù)的默認(rèn)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(jìn)行捕獲，則其形參通過復(fù)制異常對(duì)象進(jìn)行初始化。如果它通過引用進(jìn)行捕獲，則參量被初始化為指向異常對(duì)象。在形參被初始化之后，對(duì)那些在與catch處理器相對(duì)應(yīng)的try塊開始和異常拋出點(diǎn)之間創(chuàng)建、但尚未析構(gòu)的所有自動(dòng)對(duì)象進(jìn)行析構(gòu)，然后執(zhí)行catch處理程序。第十九頁(yè)，共二十九頁(yè)，2022年，8月28日

多種異常的檢測(cè)。#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(dòng)法!"<<ag<<endl;}catch(doublesal){logic=false；cout<<"工資低于本市最低工資530元，違反勞動(dòng)!"<<sal<<endl;}returnlogic;}第二十頁(yè)，共二十九頁(yè)，2022年，8月28日●

C++程序設(shè)計(jì)中經(jīng)常發(fā)生函數(shù)調(diào)用，在調(diào)用函數(shù)時(shí)除需要了解函數(shù)參數(shù)值和返回值類型之外，當(dāng)函數(shù)有異常拋出時(shí)，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(duì)異常進(jìn)行處理.函數(shù)異常接口的聲明進(jìn)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(yè)，共二十九頁(yè)，2022年，8月28日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(yè)，共二十九頁(yè)，2022年，8月28日指定函數(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(yè)，共二十九頁(yè)，2022年，8月28日指定函數(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(gè)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(yè)，共二十九頁(yè)，2022年，8月28日C++異常處理機(jī)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(duì)象自動(dòng)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(yè)，共二十九頁(yè)，2022年，8月28日#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(yè)，共二十九頁(yè)，2022年，8月2