4887

Обработка исключений и аномальных ситуаций в программировании

Лекция

Информатика, кибернетика и программирование

Обработка исключений. Исключением называют возникновение аномальной ситуации во время выполнения, которое программа может обнаружить, например: деление на 0, выход за границы массива или отсутствие требуемого количества свободной памяти. Такие сит...

Русский

2012-11-28

43.5 KB

3 чел.

Обработка исключений.

Исключением называют возникновение «аномальной» ситуации во время выполнения, которое программа может обнаружить, например: деление на 0, выход за границы массива или отсутствие требуемого количества свободной памяти. Такие ситуации нарушают нормальный ход работы программы и требуют немедленной реакции. В C++ имеются встроенные средства для оповещения об исключительной ситуации и её обработки. С помощью этих средств активизируется механизм, позволяющий двум несвязанным (или независимо разработанным) фрагментам программы обмениваться информацией об исключении.

Без использования механизма исключений обработка ошибок часто реализуется громоздким и навязчивым способом с явной проверкой всех потенциально опасных моментов в программе. В следующем примере реализованы простейшие функции, вычисляющие корень из числа (с проверкой неотрицательности) и деления (с проверкой деления на 0), еще одна функция вычисляет квадратный корень частного с их использованием. Нетрудно видеть, что большое количество проверкок загромождает программу и вызывает необходимость явно использовать дополнительный выходной аргумент – «статус выполнения» во всех функциях.

// Коды статуса, возвращаемые функциями

enum Status

{

  SUCCESS = 0,         // Признак успешного выполнения

  NEGATIVE_ROOT_ERROR, // Ошибка при попытке вычислить квадратный

                       // корень отрицательного аргумента

  ZERO_DIVISION_ERROR  // Ошибка при попытке деления на 0

};

// Функция вычиляет квадратный корень sqrt(val)

Status squareRoot( double val, double * result )

{

  if ( val < 0.0 )

     return NEGATIVE_ROOT_ERROR;

  * result =  std::sqrt( val );

  return SUCCESS;

}

// Функция выполняет деление a / b

Status divide( double a, double b, double * result )

{

  if ( b == 0 )

     return  NEGATIVE_ROOT_ERROR;

  * result = a / b;

  return SUCCESS;

}

// Функция вычисляет sqrt( a / b )

Status sqrtDiv( double a, double b, double * result )

{

  double d;

  Status s = divide( a, b, & d );

  if ( s != SUCCESS )

     return s;

  s = squareRoot( d, result );

  if ( s != SUCCESS )

     return s;

  return SUCCESS;

}

void main()

{

  Double result;

  Status s = sqrtDiv( 5, -1, & result );

  

  if ( s != SUCCESS )

  {

     std::cout << "Ошибка с кодом " << s << std::endl;

     return;

  }

}

С использованием механизма исключительных ситуаций проверка ошибок организуется гораздо проще и элегантнее. Когда встречается аномальная ситуация, та часть программы, которая её обнаружила, может возбудить исключение с помощью инструкции throw (англ. бросить) – сам объект-исключение представляет собой обычную переменную любого типа (как правило, встроенные типы для этого не используются, гораздо удобнее описать собственный тип с включением в него дополнительной информации об аномальной ситуации).  С этого места выполнение аномального фрагмента программы останавливается и начинается поиск подходящего блока-обработчика, соответствующего типу возбужденного исключения.

Блок-обработчик описывается инструкцией catch(arg) (англ. поймать) с аргументом, описывающим тип перехватываемого этим блоком исключения (напоминает определение функции с одним параметром). Блоков-обработчиков может быть несколько, все они описываются последовательно сразу за блоком-инициатором проверки исключений, описываемым ключевым словом try (англ. пробовать). При возбуждении где-либо в пределах try-блока исключения, последующий список catch-блоков будет просматриваться последовательно до тех пор, пока какой-либо из них не окажется способным перехватить возбужденное исключение, в этом случае, управление передается в этот catch-блок, а аргумент catch-блока принимает значение возбужденного исключения (аналогично вызову функции с одним параметром). Если ни один из catch-блоков не способен перехватить исключение, то процесс поиска продолжится во внешнем (вызывающем) коде. Если же подходящий обработчик исключения не обнаружится вовсе, то программа будет аварийно завершена. Для перехвата всех исключений, вне зависимости от их типа, исользуется специальный универсальный блок-обработчик catch(...), который должен быть последним в списке всех блоков-обработчиков. Разумеется, в таком обработчике сам объект-исключение недоступен, поскольку неизвестен его тип. Следующий пример иллюстрирует простейшее использование обработки исключений:

  try // Попытка выполнить "опасный" участок кода

  {

 // Некоторые действия...

     throw 1; // Выбрасываем исключение

// Инструкции после throw не выполняются!

     std::cout << "Не выполняется";

  }

  catch( int e ) // перехват исключения типа int

  {

     std::cout << "Исключение типа int: " << e << std::endl;

  }

  catch( double e ) // перехват исключения типа double

  {

     std::cout << "Исключение типа double: " << e << std::endl;

  }

  catch( ... ) // перехват всех исключений

  {

     std::cout << "Исключение неизвестного типа!" << std::endl;

  }

Используя механизм обработки исключений, программа, аналогичная первой, может быть переписана в следующем виде:

// Коды ошибок (исключения)

enum ErrorCode

{

  NEGATIVE_ROOT_ERROR, // Ошибка при попытке вычислить квадратный

                       // корень отрицательного аргумента

  ZERO_DIVISION_ERROR  // Ошибка при попытке деления на 0

};

// Функция вычиляет квадратный корень sqrt(val)

double squareRoot( double val )

{

  if ( val < 0.0 )

     throw NEGATIVE_ROOT_ERROR; // Выбрасываем исключение

  return std::sqrt( val );

}

// Функция выполняет деление a / b

double divide( double a, double b )

{

  if ( b == 0 )

     throw NEGATIVE_ROOT_ERROR; // Выбрасываем исключение

  return a / b;

}

// Функция вычисляет sqrt( a / b )

double sqrtDiv( double a, double b )

{

  return squareRoot( divide( a, b ) );

}

void main()

{

  try // Попытка выполнить "опасный" участок кода

  {

     double result = sqrtDiv( 5, -1 );

  }

  catch( ErrorCode errorCode ) // перехват исключений типа ErrorCode

  {

     std::cout << "Ошибка с кодом: " << errorCode << std::endl;

  }

}


 

А также другие работы, которые могут Вас заинтересовать

17666. Комбінаційне розсіяння світла 30.54 KB
  Комбінаційне розсіяння світла. При спектральных исследованиях рассеяния света Мандельштам и Ландсберг обнаружили что каждая спектральная линия падающего света сопровождается появлением системы линий измененной частоты называемых сателлитами .Изменение длины волн
17667. Кристалооптика: трійка векторів 26.87 KB
  Кристалооптика: трійка векторів Кристалооптика наука що вивчає проходження світла крізь кристали та інші анізотропні середовища. Більшість кристалів є анізотропними тобто їх властивості у різних напрямках не однакові. Пояснимо це явище. Фундаментальні рівняння Мак...
17668. Молекулярна і питома рефракція рівняння Клаузіуса-Мосотті 35.79 KB
  Молекулярна і питома рефракція: рівняння КлаузіусаМосотті Виведемо рівняння КлаузіусаМосотті: Помножимо на N матимемо: . Виразимо з рівності Р: а звідси скориставшись формулою можемо стверджувати що: . Підставимо цей вираз у формулу одержимо такі формули: з я
17669. Наближення дифракції Френеля і Фраунгофера в теорії дифракції 20.48 KB
  Наближення дифракції Френеля і Фраунгофера в теорії дифракції При вивченні дифракційних явищ в оптиці виникають деякі труднощі які не завжди мають точне розвязання тому доводиться користуватися деякими наближеннями. Між дифракційними явищами Френеля та Фраунгофер
17670. Наближення Релея-Джинса і Віна формули Планка 16.21 KB
  Наближення РелеяДжинса і Віна формули Планка. Формула Планка: Наближення РелеяДжинса працює для малих частот або великих температур. Тобто виконується умова тоді можна розкласти експоненту в ряд: . Підставивши назад в формулу Планка отримаємо формулу РелеяДжинс
17671. Нелінійна поляризація класифікація нелінійних явищ 25.01 KB
  Нелінійна поляризація: класифікація нелінійних явищ. В оптиці взагалі кажучи можна говорити про багато параметричних явищ які в широкому розумінні можна віднести до нелінійних. До них наприклад можна віднести ефект Керра в якому під дією сильного електричного поля
17672. Обмін енергією між нелінійною поляризацією і електромагнітним полем 23.58 KB
  Обмін енергією між нелінійною поляризацією і електромагнітним полем. При распространении света в среде все такие явления связаны прежде всего с нелинейной зависимостью вектора поляризации среды Р от напряженности электрического поля Е световой волны. Среду мы будем п
17673. Одноосні кристали звичайні та незвичайні хвилі 46.76 KB
  Одноосні кристали звичайні та незвичайні хвилі. Оптически одноосными кристаллами называются кристаллы у которых свойства обладают симметрией вращения в некотором избранном направлении оптической оси кристаллав более узком смысле: 2 главных значения диэлектрическ...
17674. Однофотонна інтерференція 18.6 KB
  Однофотонна інтерференція. Якщо розглядати випромінення на рівні окремих фотонів тобто з дуже малою інтенсивністю то також можна отримати інтерференційну картину але її природа буде дещо іншою. При проходженні окремих фотонів через щілину вони дифрагуватимуть і у...