C程序设计-对象分册(第5章).ppt

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1、C/C+程序设计教程郑秋生 主编C/C+C/C+程序设计教程程序设计教程-面向对象分册面向对象分册2023/1/162第第5章章异常处理及命名空间异常处理及命名空间n本章学习重点掌握内容：本章学习重点掌握内容：n异常的概念、异常的产生异常的概念、异常的产生n异常的处理机制异常的处理机制nthrow、try和和catch的用法的用法n命名空间的概念及使用命名空间的概念及使用C/C+C/C+程序设计教程程序设计教程-面向对象分册面向对象分册2023/1/163第第5章章异常处理及命名空间异常处理及命名空间n5.1异常处理异常处理n5.2命名空间命名空间C/C+C/C+程序设计教程程序设计教程-面向

2、对象分册面向对象分册5.1异常处理异常处理n5.1.1 异常的概念n程序需要在各种不同环境下使用时，需要考虑在这程序需要在各种不同环境下使用时，需要考虑在这些异常情况下程序的响应能力。些异常情况下程序的响应能力。n所谓异常（所谓异常（Exception）是程序运行过程中，由于）是程序运行过程中，由于环境变化、用户操作失误以及其它方面的原因而产环境变化、用户操作失误以及其它方面的原因而产生的运行时不正常的情况，它要求程序立即进行处生的运行时不正常的情况，它要求程序立即进行处理，否则将会引起程序错误甚至崩溃的现象。理，否则将会引起程序错误甚至崩溃的现象。2023/1/164C/C+C/C+程序设计

3、教程程序设计教程-面向对象分册面向对象分册5.1异常处理异常处理n5.1.2 异常处理机制nC+采用机制是，当本函数运行出现异常时，可以不在采用机制是，当本函数运行出现异常时，可以不在本函数处理，而是发出异常信息（抛出异常）；调用者本函数处理，而是发出异常信息（抛出异常）；调用者可以捕捉到这一个信息（捕获异常），根据对应的出错可以捕捉到这一个信息（捕获异常），根据对应的出错信息进行相应的处理（处理异常）；或向更上一层调用信息进行相应的处理（处理异常）；或向更上一层调用发出异常信息（再次抛出异常）。发出异常信息（再次抛出异常）。nC+引入了引入了3个关键字个关键字try（检查异常），（检查异常）

4、，throw（抛出（抛出异常）和异常）和catch（捕获异常），用于进行异常处理。首（捕获异常），用于进行异常处理。首先，程序员将一组有可能引起异常的语句放在先，程序员将一组有可能引起异常的语句放在try块中，块中，当程序执行过程中，如果遇到错误，它就通过当程序执行过程中，如果遇到错误，它就通过throw语语句抛出一个异常。而句抛出一个异常。而catch块用来捕捉异常，并进行相块用来捕捉异常，并进行相应的处理。应的处理。2023/1/165C/C+C/C+程序设计教程程序设计教程-面向对象分册面向对象分册【例【例5.1】抛出异常到处理异常的过程】抛出异常到处理异常的过程n#includenus

5、ingnamespacestd;ndoubledivide(doublex1,doublex2)n/输入偶数，否则产生异常输入偶数，否则产生异常nif(x2=0)nthrow除除数为数为0,无法计算！无法计算！;/抛抛出异常出异常nreturnx1/x2;n/程序其它部分程序其它部分n2023/1/166int main()double x1,x2,dRet;bool bRet=true;coutx1x2;try dRet=divide(x1,x2);/divide可能抛出异常 catch(char*message)/捕获异常 bRet=false;coutmessageendl;if(bRe

6、t)coutx1“/”x2“=”dRetendl;return 0;C/C+C/C+程序设计教程程序设计教程-面向对象分册面向对象分册异常的处理语法异常的处理语法nthrow表达式；表达式；n说明：说明：throw后的表达式表示抛出异常的类型，可以是一个后的表达式表示抛出异常的类型，可以是一个变量、常量或一个对象。变量、常量或一个对象。throw语句在语法上与语句在语法上与return语句语句相似。相似。ntry-catch结构描述如下：结构描述如下：try被检查语句被检查语句catch(异常类型声明异常类型声明)异常处理语句异常处理语句2023/1/167C/C+C/C+程序设计教程程序设计

7、教程-面向对象分册面向对象分册异常语法说明异常语法说明-1n1.try块可以包含任何块可以包含任何C+语句，甚至可以包含整语句，甚至可以包含整个函数，但是个函数，但是try块必须包含能够抛出异常的语句。块必须包含能够抛出异常的语句。当被检测的函数出现异常时，当被检测的函数出现异常时，catch块中获得异常块中获得异常的信息。的信息。n2.try块和块和catch块作为一个整体出现，且块作为一个整体出现，且catch必须紧跟在必须紧跟在try块之后，中间不能插入其他语句。块之后，中间不能插入其他语句。n3.try块可以单独出现，而无块可以单独出现，而无catch块，表示无论块，表示无论是否有异常

8、都不进行处理。是否有异常都不进行处理。n4.一个一个try-catch结构中，只能有一个结构中，只能有一个try块，可以块，可以有多个有多个catch块，每个块，每个catch块的异常信息必须是块的异常信息必须是不同的数据类型，以使和不同异常信息匹配。不同的数据类型，以使和不同异常信息匹配。2023/1/168C/C+C/C+程序设计教程程序设计教程-面向对象分册面向对象分册异常语法说明异常语法说明-2n6.try-catch结构可以和结构可以和throw出现在同一函数中，这出现在同一函数中，这时时throw抛出异常后，抛出异常后，catch首先和匹配本函数的抛出首先和匹配本函数的抛出的异常，

9、如果匹配则由本函数的异常，如果匹配则由本函数catch捕获否则，由上一捕获否则，由上一层函数处理。层函数处理。n7.throw可以不包含参数，用于可以不包含参数，用于catch捕获后再原样捕获后再原样抛出，由上一层处理。抛出，由上一层处理。n8.异常信息假如没有被捕捉则异常会发生。如上述例异常信息假如没有被捕捉则异常会发生。如上述例题例题例5.1，没有捕获异常则，没有捕获异常则0作为除数相除，引起系统作为除数相除，引起系统崩溃。崩溃。n9.在异常处理过程中也可能存在在异常处理过程中也可能存在“单个单个catch子句不子句不能完全处理这个异常能完全处理这个异常”的情况。那么该异常处理器在的情况。

10、那么该异常处理器在做完局部能够做的事情后，会再一次抛出这个异常，做完局部能够做的事情后，会再一次抛出这个异常，让更一层函数处理，也就是重新抛出。让更一层函数处理，也就是重新抛出。2023/1/169C/C+C/C+程序设计教程程序设计教程-面向对象分册面向对象分册异常语法说明异常语法说明-3n11.throw抛出的可以是一个常量，也可以是一抛出的可以是一个常量，也可以是一个变量。关键字个变量。关键字throw还可以灵活地放到很多地还可以灵活地放到很多地方，只要方，只要try块中的语句能直接或间接地执行到它。块中的语句能直接或间接地执行到它。n12.如果如果catch中处理程序执行完毕，而无返回

11、或中处理程序执行完毕，而无返回或终止指令，将跳过后面的终止指令，将跳过后面的catch块继续执行程序。块继续执行程序。n13.catch在比较类型匹配时并不需要完全相同。在比较类型匹配时并不需要完全相同。被被throw抛出的异常的数据类型与抛出的异常的数据类型与catch处理程处理程序的参数类型进行匹配的过程序的参数类型进行匹配的过程,由精确匹配和自动由精确匹配和自动数据类型转换的匹配组成。数据类型转换的匹配组成。2023/1/1610C/C+C/C+程序设计教程程序设计教程-面向对象分册面向对象分册两者类型匹配说明两者类型匹配说明ncatch的参数类型与抛出异常严格匹配；的参数类型与抛出异常

12、严格匹配；ncatch的参数类型是被抛出异常所在类的公有基类；的参数类型是被抛出异常所在类的公有基类；ncatch的参数类型是指向基类的指针的参数类型是指向基类的指针2023/1/1611C/C+C/C+程序设计教程程序设计教程-面向对象分册面向对象分册【例【例5.2】重新抛出捕捉异常的例题。】重新抛出捕捉异常的例题。n#includenusingnamespacestd;nvoidfun2(intx)nnthrowx;nnvoidfunc3(inta)nntrynnfun2(a);nncatch(intx)/这里有这里有x值为值为a；n/如果异常参数如果异常参数x=0则进行处理，否则继续抛出

13、则进行处理，否则继续抛出nif(x=0)nncoutfun3中处理异常！中处理异常！endl;nnelsenncout重新抛出异常！重新抛出异常！endl;nthrowx;/重新抛出重新抛出nnn2023/1/1612int main()tryfunc3(1);catch(int x)cout处理了int类型的异常！endl;return 0;C/C+C/C+程序设计教程程序设计教程-面向对象分册面向对象分册【例【例5.3】类型匹配捕捉异常例题】类型匹配捕捉异常例题#includeusingnamespacestd;voidfun2(intx)throw抛出异常抛出异常;voidfun3(in

14、ta)tryfun2(a);catch(intx)/这里有这里有x值为值为a；/如果异常参数如果异常参数x=0则进行处理，否则继则进行处理，否则继续抛出续抛出coutfun3检测到抛出异常！检测到抛出异常！endl;2023/1/1613int main()try fun3(-1);catch(char*str)cout“主函数捕捉了异常，异常信息是：”strendl;return 0;谁捕捉了异常？程序运行结果为：主函数捕捉了异常，异常信息是：抛出异常C/C+C/C+程序设计教程程序设计教程-面向对象分册面向对象分册5.1.3 异常函数nC+引入了异常规范（引入了异常规范（Exception

15、Specification）。来时抛出异常函数的使用）。来时抛出异常函数的使用者知道抛出异常的类型者知道抛出异常的类型n异常规范规定：随着函数声明列出该函数可能异常规范规定：随着函数声明列出该函数可能抛出的异常，并保证该函数不会抛出其它类型抛出的异常，并保证该函数不会抛出其它类型的异常。的异常。nC+异常规范并非强制规定，因此，没有在函异常规范并非强制规定，因此，没有在函数说明后附带异常说明并非语法错误。数说明后附带异常说明并非语法错误。n目前有些编译器并不完全支持异常规范，目前有些编译器并不完全支持异常规范，2023/1/1614C/C+C/C+程序设计教程程序设计教程-面向对象分册面向对象

16、分册n常见附带异常说明函数说明有以下常见附带异常说明函数说明有以下3种情况。种情况。n（1）函数返回类型）函数返回类型函数名（参数列表）函数名（参数列表）throw（类型（类型列表）；列表）；n（2）函数返回类型）函数返回类型函数名（参数列表）函数名（参数列表）throw（）；（）；n（3）函数返回类型）函数返回类型函数名（参数列表）；函数名（参数列表）；n说明说明n在第一种情况中，函数所有可能抛出的异常类型都列在在第一种情况中，函数所有可能抛出的异常类型都列在类型列表中，其中类型列表可以是一到多种数据类型，类型列表中，其中类型列表可以是一到多种数据类型，包括自定义数据类型。包括自定义数据类型

17、。n第二种情况表示函数不会抛出任何类型的异常。第二种情况表示函数不会抛出任何类型的异常。n第三种情况就是函数的声明，它表示函数有可能抛出任第三种情况就是函数的声明，它表示函数有可能抛出任何类型的异常。何类型的异常。2023/1/1615C/C+C/C+程序设计教程程序设计教程-面向对象分册面向对象分册5.1.4 标准C+库中的异常类n在标准在标准C+库中提供了一个异常类的基类库中提供了一个异常类的基类exception和它的多个派生类。用于报告和它的多个派生类。用于报告C+标准库中的函数在标准库中的函数在执行期间遇到的不正常情况。这些类分别定义在执行期间遇到的不正常情况。这些类分别定义在C+标

18、准库的四个头文件中，标准库的四个头文件中，n（1）头文件中定义了异常类头文件中定义了异常类exception和和bad_exception，异常类，异常类exception是标准是标准C+库中所有异库中所有异常类的基类。常类的基类。n（2）头文件中定义了异常类头文件中定义了异常类ios_base:failure。n（3）头文件中定义了异常类头文件中定义了异常类bad_cast和和bad_typeid，当，当dynamic_cast失败时将抛出该异常类对象。失败时将抛出该异常类对象。n（4）头文件中定义了其它所有的异常类，如头文件中定义了其它所有的异常类，如logic_error、out_of_

19、range、range_error、runtime_error等。等。2023/1/1616C/C+C/C+程序设计教程程序设计教程-面向对象分册面向对象分册n标准标准C+库中提供的异常类构成了一个类继承库中提供的异常类构成了一个类继承的层次结构。除了报告标准库中的函数在执行的层次结构。除了报告标准库中的函数在执行期间遇到的不正常情况外，程序员也可以直接期间遇到的不正常情况外，程序员也可以直接使用这些类编写程序，或使用这些类作为基类使用这些类编写程序，或使用这些类作为基类派生自己的异常类。派生自己的异常类。n根类根类exception定义在头文件定义在头文件中，是中，是C+标准库函数抛出的所有

20、异常的基类。标准库函数抛出的所有异常的基类。2023/1/1617C/C+C/C+程序设计教程程序设计教程-面向对象分册面向对象分册【例【例5.5】异常综合使用实例异常综合使用实例n#includen#includenusingnamespacestd;nclassCMyExceptionn/异常类，该类的对象作为抛出异常时传递的异常参数。异常类，该类的对象作为抛出异常时传递的异常参数。npublic:nCMyException(stringn=none):name(n)n/构造函数，根据参数构造函数，根据参数n构造一个名字为构造一个名字为n的异常类的异常类对象对象ncout构造一个构造一个C

21、MyException对对象，名称为：象，名称为：nameendl;nnCMyException(constCMyException&e)n/拷贝构造函数，根据参数拷贝构造函数，根据参数e拷贝构造一个异常类拷贝构造一个异常类对象对象nname=e.name;ncout拷贝一个拷贝一个CMyException对对象，名称为：象，名称为：nameendl;nnvirtualCMyException()nncout销毁一个销毁一个CMyException对象，名称为：对象，名称为：name1000)throw x值值太大！太大！;a=x;catch(char*s)/cout处处理了理了char*类类

22、型异常信息：型异常信息：sendl;void CTestClass:print()coutaendl;C/C+C/C+程序设计教程程序设计教程-面向对象分册面向对象分册异常综合使用实例异常综合使用实例-2voidfun1(intx)throw(CMyException,int)/可能抛出可能抛出CMyException,int类型异常，但是如果只写类型异常，但是如果只写throw(CMyException)，编译器也能编译通过，编译器也能编译通过CTestClassa(x);a.print();CMyExceptionobj2(obj2);throwobj2;intmain()try/抛出指针

23、异常，需要在捕捉中删除指针，抛出指针异常，需要在捕捉中删除指针，/这种情况本层函数抛出并捕捉是可以，这种情况本层函数抛出并捕捉是可以，/如果本层函数抛出，而调用者捕捉删除指针，如果本层函数抛出，而调用者捕捉删除指针，就不是一个高质量的程序就不是一个高质量的程序thrownewCMyException(obj1);catch(CMyException*e)cout捕获一个捕获一个CMyException类型的异常，类型的异常，名称为：名称为：GetName()endl;deletee;2023/1/1619trycoutx;fun1(x);catch(int x)cout处处理了理了int类类型

24、的异常：型的异常：xendl;catch(char*s)/这这个捕捉永个捕捉永远远不会被不会被处处理理cout处处理了理了char*类类型的异常型的异常:sendl;catch(CMyException&e)/对对象推荐象推荐为为引用形式引用形式cout处处理了理了CMyException类类型的异常：型的异常：e.GetName()endl;catch(.)cout处处理了所有理了所有类类型的异常！型的异常！endl;cout程序运行程序运行结结束！束！endl;return 0;C/C+C/C+程序设计教程程序设计教程-面向对象分册面向对象分册讨论讨论n运行结果发现，运行结果发现，fun1

25、中抛出异常后，由产生一中抛出异常后，由产生一个拷贝对象，这是由于抛出对象后，产生了一个拷贝对象，这是由于抛出对象后，产生了一个临时对象，捕捉对象采用引用方式，实际上个临时对象，捕捉对象采用引用方式，实际上是临时对象的引用，如果捕捉时，采用值方式，是临时对象的引用，如果捕捉时，采用值方式，则会再增加一次拷贝。则会再增加一次拷贝。n为减少拷贝的次数，捕捉对象采用引用的方式。为减少拷贝的次数，捕捉对象采用引用的方式。2023/1/1620C/C+C/C+程序设计教程程序设计教程-面向对象分册面向对象分册5.2 命名空间n需要程序员使用第三方提供的库时，必须保证需要程序员使用第三方提供的库时，必须保证

26、程序中的变量不和第三方提供的库中的全局实程序中的变量不和第三方提供的库中的全局实体名字冲突，为了解决这个问题，体名字冲突，为了解决这个问题，C+引入命引入命名空间机制。名空间机制。n5.2.1 命名空间的定义n定义命名空间的语法格式如下。定义命名空间的语法格式如下。namespace命名空间名命名空间名声明序列声明序列2023/1/1621C/C+C/C+程序设计教程程序设计教程-面向对象分册面向对象分册注意下面几个方面注意下面几个方面nnamespace只能在全局范畴定义，但它们之间可以互只能在全局范畴定义，但它们之间可以互相嵌套，即在命名空间定义内容定义一个新的命名空相嵌套，即在命名空间定

27、义内容定义一个新的命名空间。间。n可以通过多次声明和定义同一命名空间，把新的成员可以通过多次声明和定义同一命名空间，把新的成员名称加入到已有的命名空间之中去，即使多次声明在名称加入到已有的命名空间之中去，即使多次声明在不同的头文件中，也是同属于同一个命名空间体。不同的头文件中，也是同属于同一个命名空间体。n一个一个namespace的名字可以用另一个名字做它的别名。的名字可以用另一个名字做它的别名。n可以在命名空间之外定义命名空间的成员（如函数的可以在命名空间之外定义命名空间的成员（如函数的定义），这时成员的名字必须被命名空间限定修饰。定义），这时成员的名字必须被命名空间限定修饰。而且如果在命

28、名空间之外定义，则必须则命名空间之而且如果在命名空间之外定义，则必须则命名空间之内声明。内声明。2023/1/1622C/C+C/C+程序设计教程程序设计教程-面向对象分册面向对象分册5.2.2 命名空间的使用n命名空间中成员的引用，需要使用命名空间的命名空间中成员的引用，需要使用命名空间的域操作符域操作符:n如果想直接使用命名空间中的某一成员，而不如果想直接使用命名空间中的某一成员，而不用命名空间的域操作符。可以采用用命名空间的域操作符。可以采用using声明，声明，using格式如下：格式如下：using命名空间命名空间:命名空间命名空间.:成员名称成员名称2023/1/1623C/C+C

29、/C+程序设计教程程序设计教程-面向对象分册面向对象分册nusing声明需要注意下几点：声明需要注意下几点：nusing声明的作用域就是声明的作用域就是using所处位置的作用域，即：所处位置的作用域，即：如全局域中是从如全局域中是从using使用开始到文件结束，局部域内使用开始到文件结束，局部域内使用则其作用域是局部的。和普通变量一样，局部变量使用则其作用域是局部的。和普通变量一样，局部变量将隐藏全局变量。将隐藏全局变量。nusing声明名字必须在该域内是唯一，不能重复声明声明名字必须在该域内是唯一，不能重复声明.nusing声明用于直接指定命名空间成员，也可以声明用于直接指定命名空间成员，

30、也可以使用使用using指定整个命名空间，语法格式为：指定整个命名空间，语法格式为：usingnamespace命名空间名命名空间名:命名空间名命名空间名;2023/1/1624C/C+C/C+程序设计教程程序设计教程-面向对象分册面向对象分册例子例子usingnamespacestd;#include#includeusingnamespacestd;namespacemyNameSpace1/自定义命名空间自定义命名空间myNameSpace1stringmyStr1=myStr1;/在在myNameSpace1中嵌套中嵌套定义命名空间定义命名空间myNameSpace2namespace

31、myNameSpace2stringmyStr2=myStr2;2023/1/1625using namespace myNameSpace1;/using指令使用命名空间myNameSpace1/using指令使用命名空间myNameSpace1的子命名空间myNameSpace2using namespace myNameSpace1:myNameSpace2;void main()coutHello,myStr1.goodbye!endl;/myNameSpace1:myStr1 coutHello,myStr2.goodbye!endl;/myNameSpace1:myNameSpac

32、e2:myStr2C/C+C/C+程序设计教程程序设计教程-面向对象分册面向对象分册5.2.3 标准命名空间stdn标准标准C+库中的所有组件都定义在一个称为库中的所有组件都定义在一个称为std的命名空间中，标准头文件如的命名空间中，标准头文件如、等中声等中声明的函数对象和类模板都被声明在命名空间明的函数对象和类模板都被声明在命名空间std中，因此中，因此std又称为标准命名空间。又称为标准命名空间。n使用标准命名空间：使用标准命名空间：编译指令编译指令usingnamespacestd;2023/1/1626C/C+C/C+程序设计教程程序设计教程-面向对象分册面向对象分册5.2.4无名空间无名空间n有的时候，所定义的对象、函数、类、类型或有的时候，所定义的对象、函数、类、类型或其它全局实体只在程序的一小段代码中使用，其它全局实体只在程序的一小段代码中使用，而在其它地方不会使用。为了保证这些全局实而在其它地方不会使用。为了保证这些全局实体不和项目其它地方的全局实体冲突，可以使体不和项目其它地方的全局实体冲突，可以使用无名空间。用无名空间。n无名空间声明的语法格式如下：无名空间声明的语法格式如下：namespace声明序列声明序列2023/1/1627