C++大学基础教程课件

C++第13章异常处理程序设计的要求之一就是程序的健壮性。希望程序在运行时能够不出或者少出问题。但是，在程序的实际运行时，总会有一些因素会导致程序不能正常运行。异常处理（ExceptionHandling）就是要提出或者是研究一种机制，能够较好的处理程序不能正常运行的问题。2023/2/73/45为什么强调异常处理电信系统的特点要求稳定，全年运行时间>99.999%用户数量巨大，使用频繁例：BBS系统程序：稳定>功能2023/2/75/4513.1.1异常及其特点异常（Exceptions）是程序在运行时可能出现的会导致程序运行终止的错误。编译系统检查出来的语法错误，程序的逻辑错误，都不属于异常。异常是一个可以正确运行的程序在运行中可能发生的错误。常见的异常，如：系统资源不足。如内存不足；磁盘空间不足等。用户操作错误导致运算关系不正确。如出现分母为0，数组越界等。2023/2/76/4513.1.2异常处理方法及举例对于程序中的异常，通常有三种处理的方法：不作处理。发布相应的错误信息，然后，终止程序的运行。适当的处理异常，一般应该使程序可以继续运行。而在C++中，异常处理（ExceptionHandling）就是用try－throw－catch的模式进行异常处理的机制。2023/2/77/45例13.1程序将连续地输入两个实数，通过调用函数，返回这两个数相除的商。并且要注意除数不能为0。#include<iostream.h>#include<stdlib.h>doubledivide(doublea,doubleb){ if(b==0) //检测分母是不是为0 {

cout<<"除数不可以等于0!"<<endl; abort(); //调用abort函数终止运行 }

returna/b;}voidmain(){…调用divide…}用一般的方法处理程序异常第十三章异常处理13.1异常和异常处理13.2C++异常处理机制13.3用类的对象传递异常13.4异常处理中的退栈和对象析构2023/2/710/4513.2C++异常处理机制try{受保护语句;

throw

异常; 其他语句;}catch(异常类型){异常处理语句;}检测和抛掷异常扑获和处理异常try模块2023/2/711/45voidf(){……

throw

异常 ……}main(){ try { f(); 其他语句; } catch(异常类型) {异常处理语句;}}2023/2/713/45例13.2用C++的异常处理机制，重新处理例13.1。#include<iostream>#include<stdlib.h>using

namespacestd;doubledivide(doublea,doubleb){

if(b==0) {

throw"输入错误：除数不可以等于0!"; }

returna/b;}2023/2/714/45void

main(){doublex,y,z;

cout<<"输入两个实数x和y：";

while(cin>>x>>y){ try { z=divide(x,y); }

catch(const

char*s) //startofexceptionhandler {

cout<<s<<"\n";

cout<<"输入一对新的实数：";

continue; } //endofhandler

cout<<"x除以y等于"<<z<<"\n";

cout<<"输入下一组数<q表示结束>:";}

cout<<"程序结束，再见!\n";}2023/2/715/4513.2C++异常处理机制程序运行的一种结果是： 输入两个实数x和y：1.23.2 x除以y等于0.375 输入下一组数<q表示结束>:3.40 输入错误：除数不可以等于0! 输入一对新的实数：2.34.5 x除以y等于0.511111 输入下一组数<q表示结束>:q 程序结束，再见!2023/2/717/4513.2C++异常处理机制例13.2的执行过程可以简要的表示如下：第十三章异常处理13.1异常和异常处理13.2C++异常处理机制13.3用类的对象传递异常13.4异常处理中的退栈和对象析构2023/2/719/4513.3用类的对象传递异常throw语句所传递的异常，可以是各种类型的：整型、实型、字符型、指针，等等。也可以用类对象来传递异常。优势在于可以传递和处理异常有关的行为或者方法。专门用来传递异常的类称为异常类。异常类可以是用户自定义的，也可以是系统提供的exception类。2023/2/721/452.43.21push(10.8)2.4push(2.4)2.43.21push(3.21)10.8push(1.2)pop()pop()pop()10.82.43.21pop()2023/2/722/4513.3.1用户自定义类的对象传递异常现在，我们用C++异常处理的机制，改写这个程序。可以定义两个异常类：“栈空异常”类在try块中，如果检测到“栈空异常”，就throw一个“StackEmptyException”类的对象“栈满异常”类。如果检测到“栈满异常”，就throw一个“StackOverflowException”类的对象。2023/2/723/45//例13.3：带有异常处理的栈#include<iostream>usingnamespacestd;classStackOverflowException //栈满异常类{public: StackOverflowException(){} ~StackOverflowException(){}

voidgetMessage(){cout<<"异常：栈满不能入栈。"<<endl;}};classStackEmptyException //栈空异常类{public: StackEmptyException(){} ~StackEmptyException(){}

voidgetMessage(){cout<<"异常：栈空不能出栈。"<<endl;}};2023/2/725/45template<class

T,inti> //push成员函数定义voidMyStack<T,i>::push(constTitem){if(top>0)StackBuffer[--top]=item;elsethrowStackOverflowException(); //抛掷对象异常

return;}2023/2/726/45

template<classT,inti> //pop成员函数定义TMyStack<T,i>::pop(void){if(top<i)returnStackBuffer[top++];elsethrowStackEmptyException(); //抛掷另一个对象异常}2023/2/729/4513.3.1用户自定义类的对象传递异常通过异常类对象的引用，直接调用异常类的成员函数getMessage，来处理异常。在try语句块后面直接有两个catch语句来捕获异常。也就是说，要处理的异常增加时，catch语句的数目也要增加。运行结果表明，10次循环都已经完成。没有出现因为空栈时不能出栈而退出运行的情况。2023/2/730/4513.3.2用exception类对象传递异常C++提供了一个专门用于传递异常的类：exception类。可以通过exception类的对象来传递异常。classexception{public:exception(); //默认构造函数

exception(char*); //字符串作参数的构造函数

exception(constexception&);exception&operator=(constexception&);virtual~exception(); //虚析构函数

virtualchar*what()const; //what()虚函数private:char*m_what;};2023/2/731/4513.3.2用exception类对象传递异常其中和传递异常最直接有关的函数有两个：带参数的构造函数。参数是字符串，一般就是检测到异常后要显示的异常信息。what()函数。返回值就是构造exception类对象时所输入的字符串。可以直接用插入运算符“<<”在显示器上显示。2023/2/732/4513.3.2用exception类对象传递异常如果捕获到exception类对象后，只要显示关于异常的信息，则可以直接使用exception类。如果除了错误信息外，还需要显示其他信息，或者作其他的操作，则可以定义一个exception类的派生类，在派生类中可以定义虚函数what的重载函数，以便增加新的信息的显示。2023/2/733/4513.3.2用exception类对象传递异常例13.4定义一个简单的数组类。在数组类中重载“[]”运算符，目的是对于数组元素的下标进行检测。如果发现数组元素下标越界，就抛掷一个对象来传递异常。并且要求处理异常时可以显示越界的下标值。2023/2/734/4513.3.2用exception类对象传递异常我们使用exception类的对象来传递对象。但是，直接使用exception类对象还是不能满足例题的要求。因为不能传递越界的下标值。为此，可以定义一个exception类的派生类ArrayOverflow。其中包含一个数据成员k。在构造ArrayOverflow类对象时，用越界的下标值初始化这个数据k。在catch块中捕获到这个对象后，可以设法显示对象的k值。2023/2/735/45

//例13.4用exception类参与处理异常#include<iostream>#include<exception>usingnamespacestd;classArrayOverflow:publicexception //exception类的派生类{public:ArrayOverflow::ArrayOverflow(inti):exception("数组越界异常!\n"){k=i;} constchar*what() //重新定义的what()函数 {cout<<"数组下标"<<k<<"越界\n"; returnexception::what(); }private:intk;}; //派生类ArrayOverfow定义结束2023/2/736/45

classMyArray //数组类的定义{int*p; //数组首地址

intsz; //数组大小

public:MyArray(ints){p=newint[s];sz=s;} //构造函数~MyArray(){delete[]p;}intsize(){returnsz;}int&operator[](inti); //重载[]运算符的原型};int&MyArray::operator[](inti) //重载[]运算符{if(i>=0&&i<sz)returnp[i];throwArrayOverflow(i);}2023/2/737/45

voidf(MyArray&v);voidmain(){MyArrayA(10);f(A);}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循环结束}程序运行后输出：0数组下标20越界数组越界异常!213.4异常处理中的退栈 和对象析构

2023/2/7北京邮电大学电信工程学院计算机技术中心39/4513.4异常处理中的退栈和对象析构在函数调用时，函数中定义的自动变量将在堆栈中存放。结束函数调用时，这些自动变量就会从堆栈中弹出，不再占用堆栈的空间，这个过程有时被称为“退栈”（Stackunwinding）。其他的结束动作还包括调用析构函数，释放函数中定义的对象。2023/2/7北京邮电大学电信工程学院计算机技术中心40/4513.4异常处理中的退栈和对象析构但是，如果函数执行时出现异常，并且只是采用简单的显示异常信息，然后退出（exit）程序的做法，则程序的执行就会突然中断，结束函数调用时必须完成的退栈和对象释放的操作也不会进行。这样的结果是很不希望的。2023/2/741/45

floatfunction3(intk) //function3中可能有异常{if(k==0){cout<<"function3中发生异常\n"; //显示异常信息

exit(1);} //退出执行

elsereturn123/k;}voidfunction2(intn) {ForTestA12;function3(n); //第三次调用}voidfunction1(intm){ForTestA11;function2(m); //第二次调用}voidmain(){function1(0); //第一次调用} 2023/2/7北京邮电大学电信工程学院计算机技术中心42/4513.4异常处理中的退栈和对象析构程序运行后显示：

function3中发生异常在function1和fuction2中分别定义了ForTest类的对象。如果函数可以正常退出，这些对象将被释放。但是，程序运行后只显示了异常信息。没有析构函数被调用的迹象。说明所创建的对象没有被释放。如果采用C++的异常处理机制来进行处理。情况就会完全不同。2023/2/7北京邮电大学电信工程学院计算机技术中心43/4513.4异常处理中的退栈和对象析构如果在function3中用throw语句来抛掷异常，就会开始function3的退栈。然后，返回到函数function2开始function2的退栈，，并且调用ForTest类析构函数，释放对象A12。接着，返回到函数function1开始function1的退栈，，并且调用ForTest类析构函数，释放对象A11。2023/2/744/45

例13.6用C++异常处理机制来重新编写例13.5。//例13.6:用C++异常处理机制，对象可以完全释放//Demonstratingstackunwinding.#include<iostream>#include<stdlib.h>#include<exception>using