C++异常处理机制
错误测试通常是涉及 if 语句或其他控制机制的简单过程。例如,以下代码段会在发生被零除错误之前捕获该错误:
例如,以下代码显示了修改后的 divide 函数,当试图除零时将抛出异常:
包含 throw 语句的行称为抛出点。当执行一个 throw 语句时,控制权传递给称为异常处理程序的另一部分程序。
例如,下面就是一个 try/catch 结构,它可以与 divide 函数一起使用:
现在来看一个完整的程序,了解 throw、try 和 catch 是如何一起合作的。在下面程序的第一次示例运行中,给出的是有效的数据,所以显示了程序在没有错误情况下的正常运行结果;在第二次示例运行中,给出的分母是 0,于是显示抛出异常的结果。
该函数不是抛出一个字符串或一个原始类型的值,而是抛出一个异常类。请注意在 public 部分中出现的空类声明:
由于 OutOfRange 类是在 IntRange 类中声明的,因此其名称必须完全符合作用域解析运算符。下面的程序显示了在驱动模块程序中起作用的类。
if (denominator == 0) cout << "ERROR: Cannot divide by zero. \n"; else quotient = numerator / denominator;但如果类似的代码是返回商的函数的一部分,如下例所示:
//不可靠的除非函数 double divide(double numerator, double denominator) { if (denominator == 0) { cout << "ERROR: Cannot divide by zero.\n"; return 0; } else return numerator / denominator; }函数通常通过返回一个预定的值来发出错误信号。在以上示例中,当尝试被零除时,函数返回 0。然而,这是不可靠的,因为 0 是除法操作的有效结果。即使函数显示错误消息,调用该函数的程序部分也不会知道何时发生了错误。因此,像这样的问题需要更复杂的错误处理技术。
抛出异常
处理复杂错误情况的一种方法是使用异常。异常是指示错误的值或对象。当错误发生时,一个异常被 "抛出",因为控制权将传递给程序负责捕获和处理该类型错误的那一部分。例如,以下代码显示了修改后的 divide 函数,当试图除零时将抛出异常:
double divide(double numerator, double denominator) { if (denominator == 0) throw string("ERROR: Cannot divide by zero.\n"); else return numerator / denominator; }以下语句将导致异常被抛出:
throw string("ERROR: Cannot divide by zero.\n");
throw 关键字后跟一个参数,可以是任何值。实际上,参数的类型将用于确定错误的性质。上面的函数只是抛出一个包含描述性错误信息的字符串对象。包含 throw 语句的行称为抛出点。当执行一个 throw 语句时,控制权传递给称为异常处理程序的另一部分程序。
处理异常
为了处理异常,程序必须有一个 try/catch 结构。try/catch 结构的一般格式如下:try { //此处调用可能抛出异常的 //函数或对象成员函数 } catch(exception parameter) { //此处处理异常 } //根据需要重复catch代码段构造的第一部分是 try 块。它从关键字 try 开始,然后是任何可能直接或间接导致拋出异常的执行语句的代码块。try 块之后紧跟着一个或多个 catch 块,它们是异常处理程序。一个 catch 块以关键字 catch 开始,随后是一对圆括号,里面包含异常参数声明。
例如,下面就是一个 try/catch 结构,它可以与 divide 函数一起使用:
try { quotient = divide(num1, num2); cout<< "The quotient is " << quotient << endl; } catch (string exceptionString) { cout << exceptionString; }由于 divide 函数抛出的是一个类型为字符串的异常,因此必须有一个捕获字符串的异常处理程序。显示的 catch 块会捕获 exceptionString 形参中的错误消息,然后使用 cout 显示它。
现在来看一个完整的程序,了解 throw、try 和 catch 是如何一起合作的。在下面程序的第一次示例运行中,给出的是有效的数据,所以显示了程序在没有错误情况下的正常运行结果;在第二次示例运行中,给出的分母是 0,于是显示抛出异常的结果。
//This program illustrates exception handling. #include <iostream> #include <string> using namespace std; // Function prototype double divide(double, double); int main() { int num1, num2; double quotient; cout << "Enter two numbers:"; cin >> num1 >> num2; try { quotient = divide(num1, num2); cout << "The quotient is " << quotient << endl; } catch (string exceptionString) { cout << exceptionString; } cout << "End of the program.\n"; return 0; } double divide(double numerator, double denominator) { if (denominator == 0) throw string ("ERROR: Cannot divide by zero. \n"); else return numerator / denominator; }程序输出结果:
Enter two numbers:12 0
ERROR: Cannot divide by zero.
End of the program.
异常未被捕获的情形
有两种可能的方式导致抛出的异常未被捕获。第一种可能性是程序未包含具有正确数据类型的异常形参的 catch 块。第二种可能性是异常在 try 块外部抛出。在这两种情况下,异常都会导致整个程序中止执行。面向对象的异常处理类
在理解了 C++ 中的异常机制工作方式之后,现在来探讨一下面向对象的异常处理方法。先来看一个 IntRange 类。//IntRange.h 的内容 #ifndef INTRANGE_H #define INTRANGE_H #include <iostream> using namespace std; class IntRange { private: int input; // For user input int lower; // Lower limit of range int upper; // Upper limit of range public: // Exception class class OutOfRange { }; // Empty class declaration // Member functions IntRange(int low, int high) // Constructor { lower = low; upper = high; } int getInput() { cin >> input; if (input < lower || input > upper) throw OutOfRange(); return input; } }; #endifIntRange 是一个简单的类,其成员函数 getInput 允许用户输入一个整数值。该值与成员变量 lower 和 upper(由类构造函数初始化)进行比较。如果输入的值小于 lower 或大于 upper,则抛出异常,表示该值超出范围。否则,该值将从函数返回。
该函数不是抛出一个字符串或一个原始类型的值,而是抛出一个异常类。请注意在 public 部分中出现的空类声明:
class OutOfRange
{ };//空类声明
if (input < lower || input > upper) throw OutOfRange();throw 语句的参数 OutOfRange() 会使 OutOfRange 类的实例被创建并作为异常拋出。剩下的就是由一个 catch 块来处理异常。以下是一个示例:
catch (IntRange::OutOfRange) { cout << "That value is out of range. \n"; }所有必须出现在 catch 块括号内的是异常类的名称。异常类是空的,所以不需要声明一个实际的参数。catch 块需要知道的只是异常的类型。
由于 OutOfRange 类是在 IntRange 类中声明的,因此其名称必须完全符合作用域解析运算符。下面的程序显示了在驱动模块程序中起作用的类。
//This program demonstrates the use of obj ect-oriented exception handling. #include <iostream> #include "IntRange.h" using namespace std; int main() { IntRange range(5, 10); int userValue; cout << "Enter a value in the range 5-10: "; try { userValue = range.getInput(); cout << "You entered " << userValue << endl; } catch (IntRange::OutOfRange) { cout << "That value is out of range. \n"; } cout << "End of the program.\n"; return 0; }程序输出结果:
Enter a value in the range 5-10: 12
That value is out of range.
End of the program.
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