11-异常处理(jb)

第11章异常处理 (1)11.1 C++的异常处理机制 (1)11.2 异常处理的实现 (2)第7章第11章异常处理异常处理（exception handling）机制是用于管理程序运行期间出现非正常情况的一种结构化方法。

C++的异常处理将异常的检测与异常处理分离，增加了程序的可读性。

异常处理常用于大型软件的开发中。

本章介绍异常处理的基本概念，以及异常处理程序的构造。

11.1 C++的异常处理机制软件开发不但要保证逻辑上的正确性，还必须具有容错能力。

即要求应用程序不但在正常情况下能够正确运行，发生意外时也可以做出适当处理，不会导致丢失数据或破坏系统运行等灾难性的后果。

这些意外可能由用户误操作、外部设备或文件的不正确连接，或者内存空间不足等原因所造成。

异常包括错误，也可能是某些很少出现的特殊事件。

为了处理可以预料的异常，传统的程序设计中，经常使用中断指令。

例如：abortassertexitreturn典型的方法是被调用函数运行发生错误时，返回一个特定的值，让调用函数检测到错误标志后做出处理。

或者当错误发生时，释放所有资源，结束程序执行。

这些处理方法使得异常处理代码分布在系统可能出错的各个地方。

优点是处理直接，运行开销小，适用于处理简单的局部错误。

缺点是错误处理代码掺杂于系统功能实现的代码主线，降低了程序的可读性和可维护性，不适用于组件式的大型软件开发。

如果设计的类是提供给其他程序员重用，使用传统的异常处理方式，虽然可以检测到异常条件的存在，但无法确定其他程序员如何处理这些异常；另一方面，这些程序员想按照自己的意愿处理异常，但又无法检测到异常条件是否存在。

异常处理的基本思想是将异常检测与处理分离。

出现异常的函数不需具备处理异常的能力。

当一个函数发生异常时，它抛出一个异常信息，希望它的调用者捕获并处理这个异常。

如果调用者不能处理，还可以报告（抛出）给上一级调用者处理。

一直到运行系统，若仍不能处理，将简单终止程序。

C++的异常处理是一种不唤醒机制。

即抛出异常的模块一旦抛出了异常，将不再恢复运行。

程序在异常处理模块执行处理代码后将继续执行。

系统有序地释放调用链上的资源，包括函数调用栈的释放和调用析构函数删除已建立的对象。

例如，在图11.1的示意中，函数P，Q，…，R是一个调用链。

R可以向它的上层调用如Q、P报告（抛出）异常。

换句话说，Q、P可以捕捉并处理R的异常。

图中，R抛出的异1常由P捕获并处理。

所谓不唤醒机制，就是P捕获到Q的异常后，执行异常处理程序，释放R至Q调用链上的资源，然后继续执行P中异常处理之后的代码。

抛出异常后，调用链上的所有模块都终止执行，称为不唤醒。

图11.1 C++的异常处理模式利用C++的异常处理，可以捕获所有类型的异常、捕获特定类型的所有异常和捕获相关类型的所有异常。

异常处理使程序更加健壮。

C++的异常处理是由程序员控制的，只能处理执行代码时出现的同步错误，不能处理由计算机硬件或运行环境引起的异步错误。

11.2 异常处理的实现C++异常处理通过三个关键字实现：throw、try和catch。

一般情况下，被调用函数直接检测到异常条件的存在，并用throw抛出一个异常；在上层调用函数中使用try检测函数调用是否引发异常，被检测到的各种异常由catch捕获并作相应的处理。

11.2.1 异常处理程序任何需要检测异常的语句（包括函数调用）都必须在try语句块中执行，异常必须由紧跟着try语句后面的catch语句捕获并处理。

因此，try与catch总是结合使用的。

异常处理程序的一般形式为：try{// try 语句块}catch( 参数声明1 ){// 异常处理语句块1}catch( 参数声明2 ){// 异常处理语句块2}2…catch( 参数声明n ){// 异常处理语句块n}catch( … ){// 异常处理语句块n+1}其中，参数说明的形式为：类型参数或类型 & 参数其中“类型”可以是C++的基本数据类型或类类型。

一个try语句可与多个catch语句联系。

抛出异常的类型决定使用哪一个catch语句。

如果抛出异常的数据类型与catch 说明的数据类型相匹配，则执行该catch语句的异常处理。

如果异常被捕获，那么catch 后的参数将接收抛出异常时传递过来的值。

异常匹配与catch语句的顺序相关。

只要找到一个catch的匹配异常类型，后面的catch语句都被忽略。

若catch语句不带参数，括号内用省略号“…”表示该catch语句可以捕获处理任意类型的异常。

当有多个catch语句时，不带参数的catch语句应该放在最后。

当一个catch语句块执行后，跳到所有catch块之后执行后续语句。

如果所有的catch语句都没有与异常的类型相匹配，则可能发生程序的异常终止。

如果程序员没有定义自己的终止程序，系统调用terminate函数（默认调用abort函数），紧急终止程序。

抛出异常的throw语句必须在try语句块内执行，或者由try语句块中直接或间接调用的函数执行。

throw语句的一般形式为：throw 表达式其中“表达式”表示一个异常的值，可以是任意类型的对象，包括类对象。

【例11-1】处理除数为0的简单异常。

#include<iostream.h>double Div( double, double ) ;void main(){ try //检测异常的语句{ cout << 1 << " / " << 2 << " = " << Div( 1 ,2 ) << endl;cout << 5 << " / " << 0 << " = " << Div( 5 ,0 ) << endl;cout << 10 << " / " << 3 << " = " << Div( 10 ,3 ) << endl;}catch ( double ) //捕获、处理异常的语句{ cout << "Divided by zero." << endl ; }3cout << "main function is over." << endl ;}double Div( double a, double b ){ if( b == 0 ) throw 0.0 ; //当b等于0时抛出异常cout << "Div Function is over:" << endl ;return a/b ;}程序执行结果：Div Function is over:1 /2 = 0.5Divided by zero.main function is over.try语句块中有3个语句，执行cout << 5 << " / " << 0 << " = " << Div( 5 ,0 ) << endl;时，由Div函数抛出异常。

catch语句捕获到异常，执行其中异常处理语句。

由于C++异常处理的不唤醒机制，输出错误信息后，程序流程不再返回Div执行后续语句cout << "Div Function is over:" << endl ;也不执行try中的后续语句cout << 10 << " / " << 3 << " = " << Div( 10 ,3 ) << endl;转去执行catch块之后的语句：cout << "main function is over." << endl ;注意，程序中catch的参数表只有类型符而没有参数名。

虽然在catch可以获取异常参数的值，但catch的异常匹配只与抛出异常的类型相关而与异常参数值无关。

如果处理异常时不需要关心异常的参数值，可以省略catch的参数名。

【例11-2】不同类型的异常测试。

#include<iostream.h>int test( char * p , double e, int a){ int f = 1 ;try //检测异常{ if ( *p >='0' && *p<='9' ) throw char (*p) ;if ( e<0 || e>20000 ) throw e ;if ( a<18 || a>70 ) throw a ;}//捕获处理异常catch ( char s ){ f = 0 ; cout << "password error : " << s << endl ; }catch ( double e ){ f = 0 ; cout << "earnings error : " << e << endl ; }catch (int a )4{ f = 0 ; cout << "age error : " << a <<endl ; }return f ;}void main(){ char password[8] ;double earnings ;int age ;cout << "input password, earnings, age :\n" ;cin >> password >> earnings >> age ;if ( test( password , earnings , age ))cout<< password << " " << earnings << " " << age << endl;}以上程序要求输入密码password第一个符号不能是数字，工资earnings的范围是0～20000，年龄age的范围是18～70。