C++ Primer Plus 学习笔记 第十五章 异常 abort() 返回错误提示,try-throw-catch exception和其派生类 RTTI 类型转换运算符

abort() 来源于cstdlib 或 stdlib.h中 手动调用该函数来终止程序。 程序会跳出如下信息然后程序终止

untenable arguments to hmean()

This application has requested the Runtime to terminate it in an unusual way.
Please contact the application's support team for more information.

或者使用手动判断异常的方式 免去程序强制退出

error2.cpp

#include 
#include 

bool hmean(double a, double b, double * ans);

int main()
{
  double x, y, z;
  std::cout << "Enter two numbers: ";
  while (std::cin >> x >> y)
  {
    if (hmean(x, y, &z))
      std::cout << "Hearmonic mean of " << x << " and " << y
                << " is " << z << std::endl;
    else
      std::cout << "One value should not be the negative "
                << "of the other - try again.\n";
      std::cout << "Enter next set of numbers : ";
  }
  std::cout << "Bye!\n";
  return 0;
}

bool hmean(double a, double b, double * ans)
{
  if (a == -b)
  {
// 程序示例是这样 但是这句表达式有毛用 至今看不出来
    *ans = DBL_MAX;
    return false;
  }
  else
  {
    *ans = 2.0 * a * b / ( a + b);
    return true;
  }
}

异常机制三部曲

引发异常,使用处理程序捕获异常,使用try块

这个在大部分的编程语言中都通用

throw() 抛异常

try() 可能会引发异常的代码块

catch() 异常捕获处理。

这个在JAVA Python中是一样的 只是关键字有区别

程序示例:

#include 
double hmean(double a, double b);

int main()
{
  double x, y, z;
  std::cout << "Enter two numbers: ";
  while(std::cin >> x >> y)
  {
    try{
      z = hmean(x, y);
    }
    catch(const char * s)
    {
      std::cout << s << std::endl;
      std::cout << "Enter a new pair of numbers: ";
      continue;
    }
    std::cout << "Harmonic mean of " << x << " and " << y
              << " is " << z << std::endl;
    std::cout << "Enter next set of numbers : ";
  }
  std::cout << "Bye!\n";
}

double hmean(double a, double b)
{
  if (a == -b)
    throw "bad hmean() arguments: a = -b not allowed";
  return 2.0 * a * b / (a + b);
}

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如果没有捕获 C++ 默认调用abort()

将对象用作异常类型:

exc_mean.h

#include 


// bad_hmean异常是判断是否为相反数
// bad_gmean异常是判断参数是否小于0
class bad_hmean
{
  private:
    double v1;
    double v2;
  public:
    bad_hmean(double a = 0, double b = 0) : v1(a), v2(b) {}
    void mesg();
};

inline void bad_hmean::mesg()
{
  std::cout << "hmean(" << v1 << ", " << v2 << "): "
            << "invalid arguments: a = -b\n";
}

class bad_gmean
{
  public:
    double v1;
    double v2;
    bad_gmean(double a = 0, double b = 0) : v1(a), v2(b) {}
    const char* mesg();
};

inline const char* bad_gmean::mesg()
{
  return "gmean() arguments should be >= 0\n";
}

error4.cpp

#include 
#include 
#include "exc_mean.h"

// 在各自函数中引发异常
double hmean(double a, double b);
double gmean(double a, double b);
int main()
{
  using std::cout;
  using std::cin;
  using std::endl;

  double x, y, z;
  cout << "Enter two numbers: ";
  while (cin >> x >> y)
  {
    try{
      z = hmean(x, y);
      cout << "Harmonic mean of " << x << " and " << y
           << " is " << z << endl;
      cout << "Geometric mean of " << x << " and " << y
           << " is " << gmean(x, y)  << endl;
      cout << "Enter next set of numbers : ";
    }
// 通过捕获异常对象的引用类型来确定是用哪个catch
    catch(bad_hmean & bg)
    {
      bg.mesg();
      cout << "Try again.\n";
      continue;
    }
    catch(bad_gmean & hg)
    {
      cout << hg.mesg();
      cout << "Values used: " << hg.v1 << ", "
           << hg.v2 << endl;
      cout << "Sorry, you don't get to play any more.\n";
      break;
    }
  }
  cout << "Bye!\n";
  return 0;
}

double hmean(double a, double b)
{
  if (a == -b)
    throw bad_hmean(a, b);
  return 2.0 * a * b / (a + b);
}

double gmean(double a, double b)
{
  if (a < 0 || b < 0)
    throw bad_gmean(a, b);
  return std::sqrt(a * b);
}

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异常规范:

noexcept 指出所在行的代码不会出现异常 例如:

double marm() noexcept; 

但是 谁能保证呢  发誓都没用的  所以 C++11也建议不要用这玩意儿

同时还有一个函数 noexcept() 用来判断操作数是否会引发异常。

 

栈解退:

正常的函数调用是这样的

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如果调用时有异常是这样的:

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示例图

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程序示例

exc_mean.h

#include 

class bad_hmean
{
  private:
    double v1;
    double v2;
  public:
    bad_hmean(double a = 0, double b = 0) : v1(a), v2(b) {}
    void mesg();
};

inline void bad_hmean::mesg()
{
  std::cout << "hmean(" << v1 << ", " << v2 << "): "
            << "invalid arguments: a = -b\n";
}

class bad_gmean
{
  public:
    double v1;
    double v2;
    bad_gmean(double a = 0, double b = 0) : v1(a), v2(b) {}
    const char* mesg();
};

inline const char* bad_gmean::mesg()
{
  return "gmean() arguments should be >= 0\n";
}

error5.cpp

#include 
#include 
#include 
#include "exc_mean.h"

// 此DEMO是用来展示程序执行到哪一步
class demo
{
  private:
    std::string word;
  public:
    demo (const std::string & str)
    {
      word = str;
      std::cout << "demo " << word << " create\n";
    }
    ~demo()
    {
      std::cout << "demo " << word << " destroyed\n";
    }
    void show() const
    {
      std::cout << "demo " << word << " lives!\n";
    }
};

double hmean(double a, double b);
double gmean(double a, double b);
double means(double a, double b);


int main()
{
  using std::cout;
  using std::cin;
  using std::endl;

  double x, y, z;
  {
    demo d1("found in block in main()");
    cout << "Enter two numbers: ";
    while(cin >> x >> y)
    {
      try{
        z = means(x, y);
        cout << "The mean mean of " << x << " and " << y
             << " is " << z << endl;
        cout << "Enter next pair: ";
      }
      catch(bad_hmean & bg)
      {
        bg.mesg();
        cout << "Try again.\n";
        continue;
      }
      catch(bad_gmean & hg)
      {
        cout << hg.mesg();
        cout << "Values used: " << hg.v1 << ", "
             << hg.v2 << endl;
        cout << "Soryy, you don't get to play any more.\n";
        break;
      }
    }
    d1.show();
  }
  cout << "Bye!\n";
  cin.get();
  cin.get();
  return 0;
}

double hmean(double a, double b)
{
  if (a == -b)
    throw bad_hmean(a, b);
  return 2.0 * a * b / (a + b);
}

double gmean(double a, double b)
{
  if (a < 0 || b < 0)
    throw bad_gmean(a, b);
  return std::sqrt(a * b);
}

double means(double a, double b)
{
  double am, hm, gm;
  demo d2("found in means()");
  am = (a + b) / 2.0;
  try
  {
// 这里会捕获两次异常 一次是means自身捕获的 还有一次是它抛出去的然后由main()捕获的
    hm = hmean(a, b);
// 这里如果出现异常直接抛给main() 因为当前函数中没有对此异常进行捕获
    gm = gmean(a, b);
  }
  catch (bad_hmean & bg)
  {
    bg.mesg();
    std::cout << "Caught in means()\n";
// 这里抛给main() 一旦出现异常 函数后面的内容就不会执行。 如果函数有调用对象则直接调用解析函数
    throw;
  }
  d2.show();
  return (am + hm + gm) / 3.0;
}

执行结果

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程序说明

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异常的C++ Primer Plus 学习笔记 第十五章 异常 abort() 返回错误提示,try-throw-catch exception和其派生类 RTTI 类型转换运算符_第8张图片

异常的其他特性;

异常抛出来的总是对象的拷贝 以免对象是在函数中创建的临时对象而被释放掉造成错误

异常捕获使用引用的原因是 可以引用异常的派生类 这样可以捕获一系列的同一基类的异常 

但是 catch的排列顺序要与派生顺序相反。

exception类 

是一个抽象异常类

通过重新定义该类的what()函数 返回相应的字符串

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通过此类派生了stdexcept类

该类又派生出两个系列的基类

logic_error和runtime_error

logic_error:

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runtime_error

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bad_alloc异常和new

new导致的分配问题会引发bad_alloc异常 中已经包含了该异常的声明

程序示例:

#include 
#include 
#include 
using namespace std;

struct Big
{
  double stuff[20000];
};

int main()
{
  Big* pd;
  try{
    cout << "Trying to get a big block of memory:\n";
    pd = new Big[10000];
    cout << "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";
  pd[0].stuff[0] = 4;
  cout << pd[0].stuff[0] << endl;
  delete [] pd;
  return 0;
}

 

该程序我没有正常调出bad_alloc异常 因为在编译的时候 编译器就告诉我太大了 [手动无奈]

如果希望new失败的时候返回的是空指针 就这么写

int* pi = new (std::nothrow) int;

异常,继承和类

嗯。说的就是普通的类中带有异常内部类。

上代码吧:

sales.h

#include 
#include 

class Sales
{
  public:
    enum {MONTHS = 12};
// 声明内部异常类
    class bad_index: public std::logic_error
    {
      private:
        int bi;
      public:
        explicit bad_index(int ix, const std::string & s = "Index error in Sales object:\n");
        int bi_val() const {return bi;}
        virtual ~bad_index() throw() {}
    };
    explicit Sales(int yy = 0);
    Sales(int yy, const double * gr, int n);
    virtual ~Sales(){}
    int Year() const { return year;}
    virtual double operator[] (int i) const;
    virtual double & operator[] (int i);
  private:
    double gross[MONTHS];
    int year;
};

class LabeledSales : public Sales
{
  public:
// 声明内部异常类
    class nbad_index : public Sales::bad_index
    {
      private:
        std::string lbl;
      public:
        nbad_index(const std::string & lb, int ix,
            const std::string & s = "Index error in LabeledSales object\n");
        const std::string & label_val() const {return lbl;}
        virtual ~nbad_index() throw() {}
    };
    explicit LabeledSales(const std::string & lb = "none", int yy = 0);
    LabeledSales(const std::string & lb, int yy, const double * gr, int n);
    virtual ~LabeledSales() {}
    const std::string & Label() const {return label;}
    virtual double operator[](int i) const;
    virtual double & operator[](int i);
  private:
    std::string label;
};

sales.cpp

#include "sales.h"
#include 
using std::string;

Sales::bad_index::bad_index(int ix, const string & s)
    : std::logic_error(s), bi(ix)
{
}

Sales::Sales(int yy)
{
  year = yy;
  for (int i = 0; i < MONTHS; ++i)
    gross[i] = 0;
}

Sales::Sales(int yy, const double * gr, int n)
{
  year = yy;
  int lim = ( n < MONTHS) ? n : MONTHS;
  int i;
  for (i = 0; i < lim; ++i)
    gross[i] = gr[i];
  for (; i < MONTHS; ++i)
    gross[i] = 0;
}

double Sales::operator[](int i) const
{
  if (i < 0 || i >= MONTHS)
    throw bad_index(i);
  return gross[i];
}

double & Sales::operator[](int i)
{
  if (i < 0 || i >= MONTHS)
    throw bad_index(i);
  return gross[i];
}

LabeledSales::nbad_index::nbad_index(const string & lb, int ix,
    const string & s) : Sales::bad_index(ix, s)
{
  lbl = lb;
}

LabeledSales::LabeledSales(const string & lb, int yy) : Sales(yy)
{
  label = lb;
}

LabeledSales::LabeledSales(const string & lb, int yy, const double * gr, int n)
    : Sales(yy, gr, n)
{
  label = lb;
}

double LabeledSales::operator[](int i) const
{
  if (i < 0 || i >= MONTHS)
    throw nbad_index(Label(), i);
  return Sales::operator[](i);
}

double & LabeledSales::operator[](int i)
{
  if (i < 0 || i >= MONTHS)
    throw nbad_index(Label(), i);    
  return Sales::operator[](i);
}

user_sales.cpp

#include 
#include "sales.h"

int main()
{
  using std::cout;
  using std::cin;
  using std::endl;
  double vals1[12] =
  {
    1220, 1100, 1122, 2212, 1232, 2334,
    1884, 2393, 3302, 2922, 3002, 3544
  };

  double vals2[12] =
  {
    12, 11, 22, 21, 32, 34,
    28, 29, 33, 29, 32, 35
  };

  Sales sales1(2011, vals1, 12);
  LabeledSales sales2("Blogstar", 2012, vals2, 12);

  cout << "First try block:\n";
  try
  {
    int i;
    cout << "Year = " << sales1.Year() << endl;
    cout << "Label = " << sales2.Label() << endl;
// 这里迭代的时候到12下标就溢出 这里会捕获到异常
    for ( i = 0; i <= 12; i++)
    {
      cout << sales2[i] << " ";
      if (i % 6 == 5)
        cout << endl;
    }
    cout << "End of try block 1.\n";
  }
  catch(LabeledSales::nbad_index & bad)
  {
    cout << bad.what();
    cout << "Company: " << bad.label_val() << endl;
    cout << "bad index: " << bad.bi_val() << endl;
  }
  catch(Sales::bad_index & bad)
  {
    cout << bad.what();
    cout << "bad index: " << bad.bi_val() << endl;
  }
  cout << "done\n";
  return 0;
}

未捕获的异常和意外终止的异常

未捕获的异常系统会调用terminate()函数,该函数默认会调用abort()终止程序。

可以设置该函数使其执行自定义的函数

// terminate函数来源于exception
#include 
using namespace std;

// 设置terminate函数调用的是指定的函数
set_terminate(myQuit);

void myQuit()
{
cout << "Terminating due to uncaught excetion\n";
exit(5);
}

意外发生的异常

可以指定异常贵方来指定捕获哪些异常:

// 声明抛出的异常类, 这是异常规范

double Argh(double, double) throw(out_of_bounds);

try{
    x = Argh(a, b);
}
// 在使用Argh函数的地方捕获指定异常
catch(out_of_bounds & ex)
{
    ...
}

这样很麻烦 如果是在二开祖传代码 鬼知道会爆出什么过异常  如果都按照异常规范来操作的话 一来可能异常会有很多,这样写估计要写两大行。二来 咱这么详细 总会有漏 。所以 C++11开始要抛弃这种规范。

这种意外导致的异常C++是调用unexpected()函数(名字很奇怪) 然后该函数调用terminate() 然后该函数默认调用abort()

同样 也有set_unexpected()函数 用来自定义意外异常函数

但是此方法与set_terminate()不一样,有限制:

C++ Primer Plus 学习笔记 第十五章 异常 abort() 返回错误提示,try-throw-catch exception和其派生类 RTTI 类型转换运算符_第12张图片

意思就是 set_unexpected()中如果是引发异常 那就看该异常与throw()中的异常是不是一样 如果是的话就就用该throw()中的异常处理,也就是说将意外情况引导到指定的catch中。

如果异常不在异常规范中,且规范中没有std::bad_exception类型的异常 则调用terminate()

如果异常不在异常规范中,但是规范中有std::bad_exception类型的异常。 那将会抛std::bad_exception异常

通用方法:

#include 
using namespace std;

set_unexpected(myUnexpected);

void myUnexpected()
{
    // 或者 throw();
    throw std::bad_exception();
}

double Argh(double, double) throw(out_of_bounds, bad_exception);
...
try{
    x = Argh(a, b);
}
catch(out_of_bounds & ex)
{
    ...
}
catch(bad_exception & ex)
{
    ...
}

异常注意事项

不要在模板中使用异常规范  因为涉及内存的动态分配问题

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解决方案就是讲delete [] ar;反倒抛异常的语句前面

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这说的是WINDOWS是么 - -

RTTI

运行阶段类型识别。 用来确定对象类型的

有三个元素

dynamic_cast:用来判断某个对象指针是否可以安全的转换为另一个对象的指针。如果可以,正常转换,如果不行,则返回空指针。格式:

Superb * pm = dynamic_cast(pg);

代码示例:

#include 
#include 
#include 

using std::cout;

class Grand
{
  private:
    int bold;
  public:
    Grand(int h = 0) : bold(h) {}
    virtual void Speak() const {cout << "I am a grand class!\n";}
    virtual int Value() const {return bold;}
};

class Superb : public Grand
{
  public:
    Superb(int h = 0) : Grand(h) {}
    void Speak() const {cout << "I am superb class!!\n";}
    virtual void Say() const
      { cout << "I hold the superb value of " << Value() << "!\n";}
};

class Magnificent : public Superb
{
  private:
    char ch;
  public:
    Magnificent(int h = 0, char c = 'A') :Superb(h), ch(c) {}
    void Speak() const {cout << "I am a magnificent class!!!\n";}
    void Say() const {cout << "I hold the character " << ch
                            << " and the integer " << Value() << "!\n";}
};

Grand * GetOne();

int main()
{
  std::srand(std::time(0));
  Grand * pg;
  Superb * ps;
  for ( int i = 0; i < 5; i++)
  {
    pg = GetOne();
    pg->Speak();
    if (ps = dynamic_cast(pg))
      ps->Say();
  }
  return 0;
}

Grand * GetOne()
{
  Grand* p;
  switch( std::rand() % 3)
  {
    case 0: p = new Grand(std::rand() % 100);
            break;
    case 1: p = new Superb(std::rand() % 100);
            break;
    case 2: p = new Magnificent(std::rand() % 100, 'A' + std::rand() % 26);
            break;
  }
  return p;
}

typeid运算符

判断两个对象是否同种类型

例子:

typeid(Magnificent) == typeid(*pg)(接收的参数可以是类名和结果为对象的表达式)

结果为true, 如果不同则返回false

如果pg是空指针 会引发bad_typeid异常。

type_info类:

程序示例

#include 
#include 
#include 
#include 
using namespace std;

class Grand
{
  private:
    int bold;
  public:
    Grand(int h = 0) : bold(h) {}
    virtual void Speak() const {cout << "I am a grand class!\n";}
    virtual int Value() const {return bold;}
};

class Superb : public Grand
{
  public:
    Superb(int h = 0) : Grand(h) {}
    void Speak() const {cout << "I am superb class!!\n";}
    virtual void Say() const
      { cout << "I hold the superb value of " << Value() << "!\n";}
};

class Magnificent : public Superb
{
  private:
    char ch;
  public:
    Magnificent(int h = 0, char c = 'A') :Superb(h), ch(c) {}
    void Speak() const {cout << "I am a magnificent class!!!\n";}
    void Say() const {cout << "I hold the character " << ch
                            << " and the integer " << Value() << "!\n";}
};

Grand * GetOne();

int main()
{
  std::srand(std::time(0));
  Grand * pg;
  Superb * ps;
  for ( int i = 0; i < 5; i++)
  {
    pg = GetOne();
    cout << "Now processing type " << typeid(*pg).name() << ".\n";
    pg->Speak();
    if(ps = dynamic_cast(pg))
      ps->Say();
    if (typeid(Magnificent) == typeid(*pg))
      cout << "Yes, you're really magnificent.\n";
  }
  return 0;
}

Grand * GetOne()
{
  Grand* p;
  switch( std::rand() % 3)
  {
    case 0: p = new Grand(std::rand() % 100);
            break;
    case 1: p = new Superb(std::rand() % 100);
            break;
    case 2: p = new Magnificent(std::rand() % 100, 'A' + std::rand() % 26);
            break;
  }
  return p;
}

类型转换运算符

为了更严格的定义类型转换

C++添加了以下4中运算符

dynamic_cast: 这个前面说过了 就是转换前判定是否能够安全转换对象类型

const_cast: 这个只用于一次性。除了将const转换成非const(或转成volatile类型)使用之外 转换成其他类型的都将抛出异常

                        这个只针对非const 传入到要求const的函数形参中 ,如果本身是const变量的话那是返回空指针

程序示例:

#include 
using std::cout;
using std::endl;
void change(const int * pt, int n);

int main()
{
  int pop1 = 38383;
  const int pop2 = 2000;

  cout << "pop1, pop2: " << pop1 << ", " << pop2 << endl;
  change(&pop1, -103);
  change(&pop2, -103);
  cout << "pop1, pop2: " << pop1 << ", " << pop2 << endl;
  return 0;
}

void change(const int * pt, int n)
{
  int* pc;

  pc = const_cast(pt);
  *pc += n;
}

运行结果

static_cast: 这个是检测用于被转换的类与将要转换成的类之间有没有关联  是不是基-派生 或者间接基类,间接派生 如果是两个完全不相干的类 则会抛异常

reinterpret_cast:这种是用于转换一些莫名其妙但是有时候又用得到的类型转换:看例子吧

C++ Primer Plus 学习笔记 第十五章 异常 abort() 返回错误提示,try-throw-catch exception和其派生类 RTTI 类型转换运算符_第15张图片

正常不这么干吧 这样转换 好奇怪。

C++中转换的限制:

C++ Primer Plus 学习笔记 第十五章 异常 abort() 返回错误提示,try-throw-catch exception和其派生类 RTTI 类型转换运算符_第16张图片

总结:

C++ Primer Plus 学习笔记 第十五章 异常 abort() 返回错误提示,try-throw-catch exception和其派生类 RTTI 类型转换运算符_第17张图片

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