Visual C++中的异常处理浅析（下）
2.3
异常处理函数
在标准C++中，还定义了数个异常处理的相关函数和类型（包含在头文件<exception>中）：
namespace std
{
//EH
类型
class bad_exception;
class exception;
typedef void (*terminate_handler)();
typedef void (*unexpected_handler)();
//
函数
terminate_handler set_terminate(terminate_handler) throw();
unexpected_handler set_unexpected(unexpected_handler) throw();
void terminate();
void unexpected();
bool uncaught_exception();
}
其中的terminate相关函数与未被捕获的异常有关，如果一种异常没有被指定catch模块，则将导致terminate()函数被调用，terminate()函数中会调用ahort()函数来终止程序。可以通过set_terminate(terminate_handler)函数为terminate()专门指定要调用的函数，例如：
#include <cstdio>
#include <exception>
using namespace std;
//
定义Point结构体（类）
typedef struct tagPoint
{
int x;
int y;
} Point;
//
扔出Point异常的函数
static void f()
{
Point p;
p.x = 0;
p.y = 0;
throw p;
}
//set_terminate
将指定的函数
void terminateFunc()
{
printf("set_terminate
指定的函数\n");
}
int main()
{
set_terminate(terminateFunc);
try
{
f(); //
抛出Point异常
}
catch (int) //
捕获int异常
{
printf("
捕获到int异常");
}
//Point
将不能被捕获到,引发terminateFunc函数被执行
return 0;
}
这个程序将在控制台上输出 “set_terminate指定的函数” 字符串，因为Point类型的异常没有被捕获到。当然，它也会弹出图1所示对话框（因为调用了abort()函数）。
上述给出的仅仅是一个set_terminate指定函数的例子。在实际工程中，往往使用set_terminate指定的函数进行一些清除性的工作，其后再调用exit(int)函数终止程序。这样，abort()函数就不会被调用了，也不会输出图1所示对话框。
关于标准C++的异常处理，还包含一些比较复杂的技巧和内容，我们可以查阅《more effective C++》的条款9～条款15。
3.MFC
异常处理
MFC
中异常处理的语法和语义构建在标准C++异常处理语法和语义的基础之上，其解决方案为：
MFC
异常处理 = MFC 异常处理类 ＋ 宏
3.1
宏
MFC
定义了TRY、CATCH（及AND_CATCH、END_CATCH）和THROW（及THROW_LAST）等用于异常处理的宏，其本质上也是标准C++的try、catch和throw的进一步强化，由这些宏的定义可知：
#ifndef _AFX_OLD_EXCEPTIONS
#define TRY { AFX_EXCEPTION_LINK _afxExceptionLink; try {
#define CATCH(class, e) } catch (class* e) \
{ ASSERT(e->IsKindOf(RUNTIME_CLASS(class))); \
_afxExceptionLink.m_pException = e;
#define AND_CATCH(class, e) } catch (class* e) \
{ ASSERT(e->IsKindOf(RUNTIME_CLASS(class))); \
_afxExceptionLink.m_pException = e;
#define END_CATCH } }
#define THROW(e) throw e
#define THROW_LAST() (AfxThrowLastCleanup(), throw)
// Advanced macros for smaller code
#define CATCH_ALL(e) } catch (CException* e) \
{ { ASSERT(e->IsKindOf(RUNTIME_CLASS(CException))); \
_afxExceptionLink.m_pException = e;
#define AND_CATCH_ALL(e) } catch (CException* e) \
{ { ASSERT(e->IsKindOf(RUNTIME_CLASS(CException))); \
_afxExceptionLink.m_pException = e;
#define END_CATCH_ALL } } }
#define END_TRY } catch (CException* e) \
{ ASSERT(e->IsKindOf(RUNTIME_CLASS(CException))); \
_afxExceptionLink.m_pException = e; } }
这些宏在使用语法上，有如下特点：
（1）用TRY 块包含可能产生异常的代码；
（2）用CATCH块检测并处理异常。要注意的是，CATCH块捕获到的不是异常对象，而是指向异常对象的指针。此外，MFC靠动态类型来辨别异常对象；
（3）可以在一个TRY 块上捆绑多个异常处理捕获块，第一次捕获使用宏CATCH，以后的使用AND_CATCH，而END_CATCH则用来结束异常捕获队列；
（4）在异常处理程序内部，可以用THROW_LAST 再次抛出最近一次捕获的异常。
3.2 MFC
异常处理类
MFC
较好地将异常封装到CException类及其派生类中，自成体系，下表给出了MFC 提供的预定义异常：
|
异常类
|
含义
|
|
CMemoryException
|
内存不足
|
|
CFileException
|
文件异常
|
|
CArchiveException
|
存档/序列化异常
|
|
CNotSupportedException
|
响应对不支持服务的请求
|
|
CResourceException
|
Windows
资源分配异常
|
|
CDaoException
|
数据库异常（DAO 类）
|
|
CDBException
|
数据库异常（ODBC 类）
|
|
COleException
|
OLE
异常
|
|
COleDispatchException
|
调度（自动化）异常
|
|
CUserException
|
用消息框警告用户然后引发一般 CException 的异常
|
标准C++的异常处理可以处理任意类型的异常，而3.1节的MFC 宏则只能处理CException 的派生类型，下面我们
看一个CFileException的使用例子：
#include <iostream.h>
#include "afxwin.h"
int main()
{
TRY
{
CFile f( "d:\\1.txt", CFile::modeWrite );
}
CATCH( CFileException, e )
{
if( e->m_cause == CFileException::fileNotFound )
cout << "ERROR: File not found\n" << endl;
}
END_CATCH
}
在这个程序中，如果D盘根目录下不存在“1.TXT”这个文件，将抛出CFileException异常，而且错误原因成员变量m_cause被设置为fileNotFound，我们以CATCH( CFileException, e )就可以捕获到。错误原因被定义为CFileException中的枚举(enum)，如下：
enum {
none,
generic,
fileNotFound,
badPath,
tooManyOpenFiles,
accessDenied,
invalidFile,
removeCurrentDir,
directoryFull,
badSeek,
hardIO,
sharingViolation,
lockViolation,
diskFull,
endOfFile
};
我们在使用MFC相关类时，MFC会自动抛出异常，当然我们也可以自行在程序中利用
AfxThrowXXXException()
抛出各种类型的异常，其中的XXX与前文的MFC异常类表对应。我们看AfxThrowFileException的例子：
#include <iostream.h>
#include "afxwin.h"
int main()
{
TRY
{
AfxThrowFileException(CFileException::fileNotFound);
}
CATCH( CFileException, e )
{
if( e->m_cause == CFileException::fileNotFound )
cout << "ERROR: File not found\n" << endl;
}
END_CATCH
}
在此程序中，我们在TRY块自行利用MFC提供的全局函数AfxThrowFileException抛出了CFileException异常，其后在CATCH块抓住了这个异常。
MFC
建议不再使用TRY、CATCH和THROW宏，而是直接使用标准C++的方式。
4.
结构化异常处理
结构化异常处理（Structured Exception Handling，简称SEH）是微软针对Windows程序异常处理进行的扩展，在Visual C++中，它同时支持C和C++语言。SEH不宜与标准C++异常处理和MFC异常处理混用，对于C++程序，微软建议使用标准C++的异常处理。
为了支持SEH，Visual C++中定义了四个关键字（由于这些关键字是非标准关键字，其它编译器不一定支持），用以扩展C 和C++语言：
（1）__except
（2）__finally
（3）__leave
（4）__try
其基本语法为：
__try
{
...//
可能导致异常的被监控代码块
}
__except(filter-expression)
{
...//
异常处理函数
}
或：
__try
{
...
}
__finally
{
...//
终止
}
其执行的步骤如下：
（1）__try块被执行；
（2）如果__try块没有出现异常，则执行到__except块之后；否则，执行到__except块，根据filter-expression的值决定异常处理方法：
a. filter-expression
的值为EXCEPTION_CONTINUE_EXECUTION (�C1)
恢复异常，从发生异常处下面开始执行，异常处理函数本身不被执行；
b. filter-expression
的值为EXCEPTION_CONTINUE_SEARCH (0)
异常不被识别，拒绝捕获异常，继续搜索下一个异常处理函数；
c. filter-expression
的值为EXCEPTION_EXECUTE_HANDLER (1)
异常被识别，终止异常，从异常发生处开始退栈，一路上遇到的终止函数都被执行。
看看这个例子：
//
例4-1
#include "stdio.h"
void main()
{
int* p = NULL; //
定义一个空指针
puts("SEH begin");
__try
{
puts("in try");
__try
{
puts("in try");
*p = 0; //
引发一个内存访问异常
}
__finally
{
puts("in finally");
}
}
__except(puts("in filter"), 1)
{
puts("in except");
}
puts("SEH end");
}
程序的输出为：
SEH begin
in try //
执行__try块
in try //
执行嵌入的__try块
in filter //
执行filter-expression，返回EXCEPTION_EXECUTE_HANDLER
in finally //
展开嵌入的__finally
in except //
执行对应的__except块
SEH end //
处理完毕
如果我们把__except(puts("in filter"), 1)改为__except(puts("in filter"), 0)，程序的输出将变为：
SEH begin
in try //
执行__try块
in try //
执行嵌入的__try块
in filter //
执行filter-expression，返回EXCEPTION_CONTINUE_SEARCH
in finally //
展开嵌入的__finally
程序的执行也告崩溃，弹出如图3所示的对话框。
图3 不能被正确执行的SEH
要想这个程序能正确地执行，我们可以在第一个__try块的外面再套一个__try块和一个接收filter-expression返回值为EXCEPTION_EXECUTE_HANDLER的__except块，程序改为：
//
例4-2
#include "stdio.h"
void main()
{
int* p = NULL; //
定义一个空指针
puts("SEH begin");
__try
{
__try
{
puts("in try");
__try
{
puts("in try");
*p = 0; //
引发一个内存访问异常
}
__finally
{
puts("in finally");
}
}
__except(puts("in filter"), 0)
{
puts("in except");
}
}
__except(puts("in filter"), 1)
{
puts("in except");
}
puts("SEH end");
}
程序输出：
SEH begin
in try //
执行__try块
in try //
执行嵌入的__try块
in filter1 //
执行filter-expression，返回EXCEPTION_CONTINUE_SEARCH
in filter2 //
执行filter-expression，返回EXCEPTION_EXECUTE_HANDLER
in finally //
展开嵌入的__finally
in except2 //
执行对应的__except块
SEH end //
处理完毕
由此可以看出，因为第一个__except的filter-expression返回EXCEPTION_CONTINUE_SEARCH 的原因，“in except1”没有被输出。程序之所以没有崩溃，是因为最终碰到了接收EXCEPTION_EXECUTE_HANDLER的第2个__except。
SEH
使用复杂的地方在于较难控制异常处理的流动方向，弄不好程序就“挂”了。如果把例4-1中的__except(puts("in filter"), 1)改为__except(puts("in filter"), -1)，程序会进入一个死循环，输出：
SEH begin
in try //
执行__try块
in try //
执行嵌入的__try块
in filter //
执行filter-expression，返回EXCEPTION_CONTINUE_EXECUTION
in filter
in filter
in filter
in filter
…
//
疯狂输出“in filter”
最后疯狂地输出“in filter”，我们把断点设置在__except(puts("in filter"), -1)语句之前，按F5会不断进入此断点。
5.
各种异常处理的对比
下表给出了从各个方面对这本文所给出的Visual C++所支持的四种异常处理进行的对比：
|
异常处理
|
支持语言
|
是否标准
|
复杂度
|
推荐使用
|
|
C
异常处理
|
C
语言
|
标准C
|
简单
|
推荐
|
|
C++
异常处理
|
C++
语言
|
标准C++
|
较简单
|
推荐
|
|
MFC
异常处理
|
C++
语言
|
仅针对MFC程序
|
较简单
|
不推荐
|
|
SEH
异常处理
|
C
和C++语言
|
仅针对Microsoft
编译环境
|
较复杂
|
不推荐
|
本文所讲解的仅仅是Visual C++异常处理的初步知识，对于更深入的内容，还需要我们在不断的编程过程中去领悟和学习。
在程序设计过程中，我们不能嫌异常处理“麻烦”，对可能的错误视而不见、不加考虑。因为避免了异常处理的“麻烦”，将会给我们的程序带来更大的“麻烦”。而程序中包含必要的异常处理，也是对一位优秀程序员的基本要求。