c++ primer plus 第15章友，異常和其他,15.3.8exception 類

15.3.8exception 類

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15.3.8exception 類

C++異常的主要目的是為設計容錯程序提供語言級支持，即異常使得在程序設計中包含錯誤處理功能更容易，以免事后采取一些嚴格的錯誤處理方式。異常的靈活性和相對方便性激勵著程序員在條件允許的情況下在程序設計中加入錯誤處理功能。總之，異常是這樣一種特性:類似于類，可以改變您的編程方式。
較新的 C++編譯器將異常合并到語言中。例如，為支持該語言，exception頭文件(以前為exception.h或except.h)定義了 exception 類，C++可以把它用作其他異常類的基類。代碼可以引發exception 異常，也可以將 exception 類用作基類。有一個名為 what()的虛擬成員函數，它返回一個字符串，該字符串的特征隨實現而異。然而，由于這是一個虛方法，因此可以在從exception派生而來的類中重新定義它:

#include <exception>
class bad_hmean :public std::exception
{
public:const char *what()return "bad arguments to hmean()";
};
class bad_gmean :public std::exception
{
public :
const char*what(){return "bad arguments to gmean()";
};

如果不想以不同的方式處理這些派生而來的異常，可以在同一個基類處理程序中捕獲它們:

try
{
...
}
catch(std::exception &e)
{cout <<e.what()<<endl;
}

否則，可以分別捕獲它們。
C++庫定義了很多基于exception 的異常類型:

1.stdexcept異常類

頭文件 stdexcept 定義了其他幾個異常類。首先，該文件定義了logic error 和 runtime error 類，它們都是以公有方式從exception 派生而來的:

class logic error:public exception{
public :
explicit logic error(const string& what arg);
...
};
class domain_error :public logic errorpublic :
explicit domain error(const string& what arg);
};

注意，這些類的構造函數接受一個string對象作為參數，該參數提供了方法 what()以 C-風格字符串方式返回的字符數據。
這兩個新類被用作兩個派生類系列的基類。異常類系列 logic_error 描述了典型的邏輯錯誤。總體而言,通過合理的編程可以避免這種錯誤，但實際上這些錯誤還是可能發生的。每個類的名稱指出了它用于報告的錯誤類型:

• domain error;
• invalid arqument;
• length error;
• out of bounds.

每個類獨有一個類似于 logic error 的構造函數，讓您能夠提供一個供方法 what()返回的字符串。數學函數有定義域(domain)和值域(range)。定義域由參數的可能取值組成，值域由函數可能的返回值組成。例如，正弦函數的定義域為負無窮大到正無窮大，因為任何實數都有正弦值:但正弦函數的值域為-1到+1，因為它們分別是最大和最小正弦值。另一方面，反正弦函數的定義域為-1到+1，值域為-到+"。如果您編寫一個函數，該函數將一個參數傳遞給函數 std:sin()，則可以讓該函數在參數不在定義域
-1到+1之間時引發 domain error 異常。異常 invalid argument指出給函數傳遞了一個意料外的值。例如，如果函數希望接受一個這樣的字符串其中每個字符要么是’0’要么是’1’，則當傳遞的字符串中包含其他字符時，該函數將引發imnvalid_argument 異常。異常 length_error 用于指出沒有足夠的空間來執行所需的操作。例如，string類的append()方法在合并得到的字符串長度超過最大允許長度時，將引發1engtherror異常。
異常 out of bounds 通常用于指示索引錯誤。例如，您可以定義一個類似于數組的類，其 operator()[]在使用的索引無效時引發out of bounds 異常。
接下來，runtime_error 異常系列描述了可能在運行期間發生但難以預計和防范的錯誤。每個類的名稱指出了它用于報告的錯誤類型:

• range error;
• overflow error;
• underflow error.
  每個類獨有一個類似于 runtime_error 的構造函數，讓您能夠提供一個供方法 what( )返回的字符串。下溢(underfow)錯誤在浮點數計算中。一般而言，存在浮點類型可以表示的最小非零值，計算結果比這個值還小時將導致下溢錯誤。整型和浮點型都可能發生上溢錯誤，當計算結果超過了某種類型能夠表示的最大數量級時，將發生上溢錯誤。計算結果可能不再函數允許的范圍之內，但沒有發生上溢或下溢錯
  誤，在這種情況下，可以使用range_error 異常。一般而言，logic_error 系列異常表明存在可以通過編程修復的問題，而runtimeerror 系列異常表明存在無法避免的問題。所有這些錯誤類有相同的常規特征，它們之間的主要區別在于:不同的類名讓您能夠分別處理每種異常。另一方面，繼承關系讓您能夠一起處理它們(如果您愿意的話)。例如，下面的代碼首先單獨捕獲 out_ofbounds 異常，然后統一捕獲其他logic_error 系列異常，最后統一捕獲 exception 異常、runtime error系列異常以及其他從exception派生而來的異常:

try {
...
}
catch(out of bounds &oe)// catch out of bounds error
{...}
catch(logic error &oe)
//catch remaining logic error family
{...}
catch(exception &oe)
//catch runtime error,exception objects
{...}

如果上述庫類不能滿足您的需求，應該從logic_error或runtime_error 派生一個異常類，以確保您異常類可歸入同一個繼承層次結構中。
2.bad alloc 異常和 new
對于使用 new 導致的內存分配問題，C++的最新處理方式是讓new引發bad_alloc異常。頭文件 new包含 bad alloc 類的聲明，它是從 exception 類公有派生而來的。但在以前，當無法分配請求的內存量時，new 返回一個空指針。
程序清單 15.13演示了最新的方法。捕獲到異常后，程序將顯示繼承的 what()方法返回的消息(該消息隨實現而異)，然后終止。
程序清單 15.13newexcp.cpp

// newexcp.cpp -- the bad_alloc exception
#include <iostream>
#include <new>
#include <cstdlib>  // for exit(), EXIT_FAILURE
using namespace std;struct Big
{double stuff[20000];
};int main()
{Big * pb;try {cout << "Trying to get a big block of memory:\n";pb = new Big[10000]; // 1,600,000,000 bytescout << "Got past the new request:\n";}catch (bad_alloc & ba){cout << "Caught the exception!\n";cout << ba.what() << endl;exit(EXIT_FAILURE);}cout << "Memory successfully allocated\n";pb[0].stuff[0] = 4;cout << pb[0].stuff[0] << endl;delete [] pb;// cin.get();return 0; 
}

下面該程序在某個系統中的輸出:
Trying to get a big block of memory:Caught the exception!std::bad alloc
在這里，方法what( )返回字符串“std::bad_alloc”
如果程序在您的系統上運行時沒有出現內存分配問題，可嘗試提高請求分配的內存量。

3.空指針和 new

很多代碼都是在 new 在失敗時返回空指針時編寫的。為處理 new的變化，有些編譯器提供了一個標記(開關)，讓用戶選擇所需的行為。當前，C++標準提供了一種在失敗時返回空指針的new，其用法如下:

int *pi =new(std::nothrow)int;
int *pa = new(std::nowthrow)int[500];

使用這種new，可將程序清單15.13的核心代碼改為如下所示:

Big *pb;
pb =new(std::nothrow)Big[10000];//1,600,000,000 bytesif(pb ==0)
cout <<"Could not allocate memory.Bye.n";
exit(EXIT FAILURE);