异常处理（c++工具）

异常处理

异常处理的任务

程序编制者不仅要考虑程序没有错误的理想情况，更要考虑程序存在错误时的情况，应该能够尽快地发现错误，消除错误。

程序中常见的错误有两大类: 语法错误和运行错误。在编译时，编译系统能发现程序中的语法错误。

有的程序虽然能通过编译，也能投入运行。但是在运行过程中会出现异常，得不到正确的运行结果，甚至导致程序不正常终止，或出现死机现象。这类错误比较隐蔽，不易被发现，往往耗费许多时间和精力。这成为程序调试中的一个难点。

 

在设计程序时，应当事先分析程序运行时可能出现的各种意外的情况，并且分别制订出相应的处理方法，这就是程序的异常处理的任务。

在运行没有异常处理的程序时，如果运行情况出现异常，由于程序本身不能处理，程序只能终止运行。如果在程序中设置了异常处理机制，则在运行情况出现异常时，由于程序本身已规定了处理的方法，于是程序的流程就转到异常处理代码段处理。用户可以指定进行任何的处理。

需要说明，只要出现与人们期望的情况不同，都可以认为是异常，并对它进行异常处理。因此，所谓异常处理指的是对运行时出现的差错以及其他例外情况的处理。

异常处理的方法

在一个小的程序中，可以用比较简单的方法处理异常。但是在一个大的系统中，如果在每一个函数中都设置处理异常的程序段，会使程序过于复杂和庞大。因此，C++采取的办法是: 如果在执行一个函数过程中出现异常，可以不在本函数中立即处理，而是发出一个信息，传给它的上一级(即调用它的函数)，它的上级捕捉到这个信息后进行处理。如果上一级的函数也不能处理，就再传给其上一级，由其上一级处理。如此逐级上送，如果到最高一级还无法处理，最后只好异常终止程序的执行。

 

这样做使异常的发现与处理不由同一函数来完成。好处是使底层的函数专门用于解决实际任务，而不必再承担处理异常的任务，以减轻底层函数的负担，而把处理异常的任务上移到某一层去处理。这样可以提高效率。

C++处理异常的机制是由个部分组成的，即检查(try)、抛出(throw)和捕捉(catch)。把需要检查的语句放在try块中，throw用来当出现异常时发出一个异常信息，而catch则用来捕捉异常信息，如果捕捉到了异常信息，就处理它。

通过例子来了解他们的使用方法：

/*例.1 给出三角形的三边a,b,c，求三角形的面积。只有a+b>c,b+c>a,c+a>b时才能构成三角形。设置异常处理，对不符合三角形条件的输出警告信息，不予计算。 */ //先写出没有异常处理时的程序: #include <iostream> #include <cmath> using namespace std; int main( ) {double triangle(double,double,double); double a,b,c; cin>>a>>b>>c; while(a>0 && b>0 && c>0) {cout<<triangle(a,b,c)<<endl; cin>>a>>b>>c; } return 0; } double triangle(double a,double b,double c) {double area; double s=(a+b+c)/2; area=sqrt(s*(s-a)*(s-b)*(s-c)); return area; } /*运行情况如下: 6 5 4↙(输入a,b,c的值) 9.92157 (输出三角形的面积) 1 1.5 2↙ (输入a,b,c的值) 0.726184 (输出三角形的面积) 1 2 1↙ (输入a,b,c的值) 0 (输出三角形的面积，此结果显然不对,因为不是三角形) 1 0 6↙ (输入a,b,c的值) (结束)*/ /*修改程序，在函数traingle中对三角形条件进行检查，如果不符合三角形条件，就抛出一个异常信息，在主函数中的try-catch块中调用traingle函数，检测有无异常信息，并作相应处理。*/ //修改后的程序如下: #include <iostream> #include <cmath> using namespace std; void main( ) {double triangle(double,double,double); double a,b,c; cin>>a>>b>>c; try//在try块中包含要检查的函数 {while(a>0 && b>0 && c>0) {cout<<triangle(a,b,c)<<endl; cin>>a>>b>>c; } } catch(double) //用catch捕捉异常信息并作相应处理 {cout<<″a=″<<a<<″,b=″<<b<<″,c=″<<c<<″,that is not a triangle!″<<endl;} cout<<″end″<<endl; } double triangle(double a,double b,double c) //计算三角形的面积的函数 {double s=(a+b+c)/2; if (a+b<=c||b+c<=a||c+a<=b) throw a; //当不符合三角形条件抛出异常信息 return sqrt(s*(s-a)*(s-b)*(s-c)); } /*程序运行结果如下: 6 5 4↙(输入a,b,c的值) 9.92157 (计算出三角形的面积) 1 1.5 2↙ (输入a,b,c的值) 0.726184 (计算出三角形的面积) 1 2 1↙ (输入a,b,c的值) a=1,b=2,c=1, that is not a triangle! (异常处理) end */ /* 现在结合程序分析怎样进行异常处理。 (1) 首先把可能出现异常的、需要检查的语句或程序段放在try后面的花括号中。 (2) 程序开始运行后，按正常的顺序执行到try块，开始执行try块中花括号内的语句。如果在执行try块内的语句过程中没有发生异常，则catch子句不起作用，流程转到catch子句后面的语句继续执行。 (3) 如果在执行try块内的语句(包括其所调用的函数)过程中发生异常，则throw运算符抛出一个异常信息。throw抛出异常信息后，流程立即离开本函数，转到其上一级的函数(main 函数)。 throw抛出什么样的数据由程序设计者自定，可以是任何类型的数据。 (4) 这个异常信息提供给try-catch结构，系统会寻找与之匹配的catch子句。 (5) 在进行异常处理后，程序并不会自动终止，继续执行catch子句后面的语句。 由于catch子句是用来处理异常信息的，往往被称为catch异常处理块或catch异常处理器。 下面讲述异常处理的语法。 throw语句一般是由throw运算符和一个数据组成的，其形式为 throw 表达式; try-catch的结构为 try {被检查的语句} catch(异常信息类型[变量名]) {进行异常处理的语句} 说明: (1) 被检测的函数必须放在try块中，否则不起作用。 (2) try块和catch块作为一个整体出现，catch块是try-catch结构中的一部分，必须紧跟在try块之后，不能单独使用，在二者之间也不能插入其他语句。但是在一个try-catch结构中，可以只有try块而无catch块。即在本函数中只检查而不处理，把catch处理块放在其他函数中。 (3) try和catch块中必须有用花括号括起来的复合语句，即使花括号内只有一个语句，也不能省略花括号。 (4) 一个try-catch结构中只能有一个try块，但却可以有多个catch块，以便与不同的异常信息匹配。 (5) catch后面的圆括号中，一般只写异常信息的类型名，如 catch(double) catch只检查所捕获异常信息的类型，而不检查它们的值。因此如果需要检测多个不同的异常信息，应当由throw抛出不同类型的异常信息。 异常信息可以是C++系统预定义的标准类型，也可以是用户自定义的类型(如结构体或类)。如果由throw抛出的信息属于该类型或其子类型，则catch与throw二者匹配，catch捕获该异常信息。 catch还可以有另外一种写法，即除了指定类型名外，还指定变量名，如 catch(double d) 此时如果throw抛出的异常信息是double型的变量a，则catch在捕获异常信息a的同时，还使d获得a的值，或者说d得到a的一个拷贝。什么时候需要这样做呢？有时希望在捕获异常信息时，还能利用throw抛出的值，如 catch(double d) {cout<<″throw ″<<d;} 这时会输出d的值(也就是a值)。当抛出的是类对象时，有时希望在catch块中显示该对象中的某些信息。这时就需要在catch的参数中写出变量名(类对象名)。 (6) 如果在catch子句中没有指定异常信息的类型，而用了删节号“…”，则表示它可以捕捉任何类型的异常信息，如 catch(…) {cout<<″OK″<<endl;} 它能捕捉所有类型的异常信息，并输出″OK″。 这种catch子句应放在trycatch结构中的最后，相当于“其他”。如果把它作为第一个catch子句，则后面的catch子句都不起作用。 (7) trycatch结构可以与throw出现在同一个函数中，也可以不在同一函数中。当throw抛出异常信息后，首先在本函数中寻找与之匹配的catch，如果在本函数中无trycatch结构或找不到与之匹配的catch，就转到离开出现异常最近的trycatch结构去处理。 (8) 在某些情况下，在throw语句中可以不包括表达式，如 throw; 表示“我不处理这个异常，请上级处理”。 (9) 如果throw抛出的异常信息找不到与之匹配的catch块，那么系统就会调用一个系统函数terminate，使程序终止运行。 */