C++异常处理小例

学习程序的好方法是阅读代码和改进代码。
下面的程例来自《An Overview of the C++ Programming Language》（5．1 异常和错误处理）
程序用途：使用C++的异常机制，报告stack的上溢或者下溢。（我适当的把代码补全。）

version 1 演示了基本的异常用法。
从try里抛出一个异常（实例或对象），由catch里的类接受。

1 version 1
2 // From: An Overview of the C++ Programming Language
3
4 #include <cstdlib>
5 #include <iostream>
6 #include <string>
7 using namespace std;
8
9 template<class T>class Stack{
10     T* v;
11     int max_size;
12     int top;
13 public:
14     class Underflow{ };   // 下溢
15     class Overflow{ };    // 上溢
16     // construct function. determine the size
17     Stack(int s): max_size(s), top(0){ v = new T[max_size];}
18     ~Stack(){}
19     void push(T c){
20         if(top == max_size) throw Overflow();
21         v[top++] = c;
22     }
23     T pop(){
24         if(top == 0) throw Underflow();
25         return v[--top];
26     }
27 };
28
29 void f()
30 {
31     Stack<string> ss(10);
32     try{
33         ss.push("Quiz");
34         string s = ss.pop();
35         ss.pop();
36     }
37     catch(Stack<string>::Overflow){
38         cerr << "error: stack overflow" << endl;
39     }
40     catch(Stack<string>::Underflow){
41         cerr << "error: stack underflow" << endl;
42     }
43 }
44
45 int main(int argc, char *argv[])
46 {
47     f();
48     system("PAUSE");
49     return EXIT_SUCCESS;
50 }
51
52 输出结果：error: stack underflow
53
54

改进，我们的第二个版本如下：
如果将

1  class Underflow{ };   // 下溢
2     class Overflow{ };    // 上溢
3 和
4     catch(Stack<string>::Overflow){
5         cerr << "error: stack overflow" << endl;
6     }
7     catch(Stack<string>::Underflow){
8         cerr << "error: stack underflow" << endl;
9     }
10

分别改成如下：

1
2     class Underflow{      //
3     public:
4         void error(void){
5             cerr << "stack Underflow" << endl;
6         }
7     };
8     class Overflow{       //
9     public:
10         void error(void){
11             cerr << "stack Overflow" << endl;
12         }
13     };
14 和
15     catch(Stack<string>::Overflow& e){
16         e.error();
17     }
18     catch(Stack<string>::Underflow& e){
19         e.error();
20     }
21

改后的程序和原先的区别在哪里，看出来了吗？呵呵呵。

当然，我们还能将代码改进。这样产生了第三个版本。

第三个版本：version3
在Stack里面添加一个类class Stack_error,让Underflow和Overflow都继承它：

1 template<class T>class Stack{
2 //

3 public:
4     class stack_error{
5     public:
6         virtual void error(void){　　//当然，可以把它做成纯虚的。抽象类。
7             cerr << "stack_error" << endl;
8         }
9     };
10     class Underflow: public stack_error{      //
11     public:
12         void error(void){
13             cerr << "stack Underflow" << endl;
14         }
15     };
16     class Overflow: public stack_error{       //
17     public:
18         void error(void){
19             cerr << "stack Overflow" << endl;
20         }
21     };
22     //

23 }
24

接着把两个catch合并成一个catch，如下。

try{
// the same

    }
    catch(Stack<string>::stack_error& e){
        e.error();
    }

这三个版本的功能是一样的，但版本越高，代码越清晰，代码也越容易维护。

如果我们设计了一个库（比如上面的Stack），在开始的时候想到的就是两个异常，overflow和underflow。如果有version1和version3 这两种方法设计Stack，那么函数f()（用户的代码）也同样version1和version３。当一段日子过去了，我们准备再加入一个异常，比如midflow()（呵呵呵，我也想不出有什么类似的异常了）。这样的话，库设计者对用户说：“我们发现了midflow()异常，并加入库代码中，请您改写您的代码f()。”
这样我们的version1得修改成如下形式：

void f()
{
    Stack<string> ss(10);
    try{
　    //

.
    }
    catch(Stack<string>::Overflow){
        cerr << "error: stack overflow" << endl;
    }
    catch(Stack<string>::Underflow){
        cerr << "error: stack underflow" << endl;
    }
    catch(Stack<string>::Midflow){    //我们的找到所有扑捉stack异常的代码，并加入这两句。
          cerr << "error: stack midflow" << endl;
    }
}

而version3由于midflow()继承了stack_error。而其接口还是一样，客户代码就无需更改了。

完毕。鞠躬。请多多交流！

附：version3完整代码：

1 Version 3:
2 #include <cstdlib>
3 #include <iostream>
4
5 using namespace std;
6
7 template<class T>class Stack{
8     T* v;
9     int max_size;
10     int top;
11 public:
12     class stack_error{
13     public:
14         virtual void error(void) = 0;
15     };
16
17     class Underflow: public stack_error{      //
18     public:
19         void error(void){
20             cerr << "stack Underflow" << endl;
21         }
22     };
23     class Overflow: public stack_error{       //
24     public:
25         void error(void){
26             cerr << "stack Overflow" << endl;
27         }
28     };
29     Stack(int s): max_size(s), top(0){ v = new T[max_size];}        // construct function. determine the size
30     ~Stack(){}
31     void push(T c){
32         if(top == max_size) throw Overflow();
33         v[top++] = c;
34     }
35     T pop(){
36         if(top == 0) throw Underflow();
37         return v[--top];
38     }
39 };
40
41 void f()
42 {
43     Stack<string> ss(0);
44     try{
45         ss.push("Quiz");
46         string s = ss.pop();
47         ss.pop();
48     }
49     catch(Stack<string>::stack_error& e){
50         e.error();
51     }
52
53 }
54
55 int main(int argc, char *argv[])
56 {
57     f();
58     system("PAUSE");
59     return EXIT_SUCCESS;
60 }