C大学基础教程实用.pptx

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1、2023/3/231/45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：稳定功能第1页/共48页第十三章 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第2页/共48页2023/3/233/4513.1.1 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

2、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。第3页/共48页2023/3/234/4513.1.2 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trythrowcatch的模式进行异常处理的机制。第4页/共48页2023/3/235/45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#includedoubledivide(doublea

3、,doubleb)if(b=0)/检测分母是不是为0cout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5页/共48页2023/3/236/45 如果出现分母为0的情况，运行将出现以下结果：第6页/共48页第十三章 异常处理13.1异常和异常处理13.2 C+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第7页/共48页2023/3/238/4513.2 C+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

4、抛掷检测和抛掷异常异常扑获和处理扑获和处理异常异常try模块模块第8页/共48页2023/3/239/45voidf()throw异常main()tryf();其他语句;catch(异常类型)异常处理语句;第9页/共48页2023/3/2310/4513.2 C+异常处理机制 在C+中，将异常检测程序所抛掷（throw）的“带有异常信息的对象”称为“异常”。而将捕获异常的处理程序称为异常处理程序（ExceptionHandler）。第10页/共48页2023/3/2311/45例13.2用C+的异常处理机制，重新处理例13.1。#include#includeusingnamespacestd

5、;doubledivide(doublea,doubleb)if(b=0)throw输入错误：除数不可以等于0!;returna/b;第11页/共48页2023/3/2312/45voidmain()doublex,y,z;coutxy)tryz=divide(x,y);catch(constchar*s)/startofexceptionhandlercoutsn;cout输入一对新的实数：;continue;/endofhandlercoutx除以y等于zn;cout输入下一组数:;cout程序结束，再见!n;第12页/共48页2023/3/2313/4513.2 C+异常处理机制程序运行

6、的一种结果是：输入两个实数x和y：1.23.2x除以y等于0.375输入下一组数:3.40输入错误：除数不可以等于0!输入一对新的实数：2.34.5x除以y等于0.511111输入下一组数:q程序结束，再见!第13页/共48页2023/3/2314/4513.2 C+异常处理机制阅读这个程序，可以注意以下几点：在try的复合语句中，调用了函数divide。因此，尽管divide函数是在try模块的外面定义的，它仍然是属于try模块：在try语句块中运行；divide函数检测到异常后，抛掷出一个字符串作为异常对象，异常的类型就是字符串类型；catch程序块指定的异常对象类型是char*，可以捕获

7、字符串异常。捕获异常后的处理方式是通过continue语句，跳过本次循环，也不输出结果，直接进入下一次循环，要求用户再输入一对实数。第14页/共48页2023/3/2315/4513.2 C+异常处理机制例13.2的执行过程可以简要的表示如下：第15页/共48页第十三章 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第16页/共48页2023/3/2317/4513.3 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

8、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。第17页/共48页2023/3/2318/4513.3.1用户自定义类的对象传递异常 我们用第十章中的栈类模板来作为例子，类模板中两个主要的函数push和pop的定义中，都安排了错误检查的语句，以检查栈空或者栈满的错误。由于pop函数是有返回值的，在栈空的条件下，是没有数据可以出栈的。尽管pop函数可以检测到这种错误，但是，也不可能正常的返回，于是只好通过exit函数调用结束程序的执行。第18页/共48页2023/3/2319/452.43.21push(10.8)2.4push(2

9、.4)2.43.21push(3.21)10.8push(1.2)pop()pop()pop()10.82.43.21pop()第19页/共48页2023/3/2320/4513.3.1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。第20页/共48页2023/3/2321/45/例13.3：带有异常处理的栈#includ

10、eusingnamespacestd;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;第21页/共48页2023/3/2322/45template/类模板定义classMy

11、StackTStackBufferi;intsize;inttop;public:MyStack(void):size(i)top=i;voidpush(constTitem);Tpop(void);第22页/共48页2023/3/2323/45template/push成员函数定义voidMyStack:push(constTitem)if(top0)StackBuffer-top=item;elsethrowStackOverflowException();/抛掷对象异常return;第23页/共48页2023/3/2324/45 template/pop成员函数定义TMyStack:po

12、p(void)if(topi)returnStackBuffertop+;elsethrowStackEmptyException();/抛掷另一个对象异常第24页/共48页2023/3/2325/45 voidmain()/带有异常处理的类模板测试程序MyStackss;for(inti=0;i10;i+)tryif(i%3)coutss.pop()endl;elsess.push(i);catch(StackOverflowException&e)e.getMessage();catch(StackEmptyException&e)e.getMessage();coutByen;程序执行的

13、结果是：程序执行的结果是：0 0异常：栈空不能出栈。异常：栈空不能出栈。3 3异常：栈空不能出栈。异常：栈空不能出栈。6 6异常：栈空不能出栈。异常：栈空不能出栈。ByeBye第25页/共48页2023/3/2326/4513.3.1用户自定义类的对象传递异常这个例子和例13.2有一些明显不同的地方：通过对象传递参数。具体来说，是在throw语句中直接调用异常类的构造函数，生成一个无名对象（如：throwStackEmptyException();），来传递异常的。在catch语句中规定的异常类型则是异常类对象的引用。当然，也可以直接用异常类对象作为异常。第26页/共48页2023/3/232

14、7/4513.3.1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。第27页/共48页2023/3/2328/4513.3.2 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。classexceptionpublic:exception();/默认构造函数e

15、xception(char*);/字符串作参数的构造函数exception(constexception&);exception&operator=(constexception&);virtualexception();/虚析构函数virtualchar*what()const;/what()虚函数private:char*m_what;第28页/共48页2023/3/2329/4513.3.2 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

16、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。第29页/共48页2023/3/2330/4513.3.2 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。第30页/共48页2023/3/2331/4513.3.2 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

17、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。第31页/共48页2023/3/2332/4513.3.2 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。第32页/共48页2023/3/2333/4

18、5/例13.4用exception类参与处理异常#include#includeusingnamespacestd;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=0&isz)returnpi;throwArrayOverflow(i);第34页/共48页2023/3/2335/45 voidf(MyArray&v);voidmain()M

19、yArrayA(10);f(A);voidf(MyArray&v)/for(inti=0;i3;i+)tryif(i!=1)vi=i;coutviendl;elsevv.size()+10=10;catch(ArrayOverflow&r)coutr.what();/for循环结束程序运行后输出：程序运行后输出：0 0数组下标数组下标2020越界越界数组越界异常数组越界异常!2 2第35页/共48页13.4 13.4 异常处理中的退栈异常处理中的退栈 和对象析构和对象析构 第36页/共48页2023/3/2337/4513.4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

20、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。第37页/共48页2023/3/2338/4513.4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。第38页/共48页2023/3/2339/45 floatfunction3(intk)/function3中可能有异常if(k

21、=0)coutfunction3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);/第一次调用第39页/共48页2023/3/2340/4513.4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

22、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。第40页/共48页2023/3/2341/4513.4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。第41页/共48页2023/3/2342/45 例

23、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#include#includeusingnamespacestd;classForTestpublic:ForTest()/析构函数coutForTest类析构函数被调用n;/ForTest类定义结束第42页/共48页2023/3/2343/45 floatfunction3(intk)/function3中可能有异常if(k=0)throwexception(function3中出现异常n);/抛掷异常类对象elsere

24、turn123/k;voidfunction2(intn)ForTestA12;function3(n);/第三次调用voidfunction1(intm)ForTestA11;function2(m);/第二次调用第43页/共48页2023/3/2344/45 voidmain()tryfunction1(0);/第一次调用catch(exception&error)couterror.what()endl;程序运行结果显示：ForTest类析构函数被调用ForTest类析构函数被调用function3中出现异常第44页/共48页总结本章介绍了C+异常处理的机制。在程序设计中使用这样的异常处理机制，有助于提高程序的健壮性、可读性。而且可以防止因为程序不正常结束而导致的资源泄漏，如创建的对象不能释放等。本章没有介绍多种异常处理的结构，而是希望读者能够抓住最基本的结构：try模块。另外一个重要的内容就是通过用户自定义类的对象来传递异常。第45页/共48页2023/3/2346/45作业第46页/共48页2023/3/2347/45进度记录2006-4-28：22页第47页/共48页2023/3/2348/45感谢您的欣赏！第48页/共48页