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1、C/C+程序设计教程,郑秋生 主编,2023/11/7,2,第5章 异常处理及命名空间,本章学习重点掌握内容：异常的概念、异常的产生异常的处理机制throw、try和catch的用法命名空间的概念及使用,2023/11/7,3,第5章 异常处理及命名空间,5.1 异常处理5.2 命名空间,5.1 异常处理,5.1.1 异常的概念程序需要在各种不同环境下使用时，需要考虑在这些异常情况下程序的响应能力。所谓异常（Exception）是程序运行过程中，由于环境变化、用户操作失误以及其它方面的原因而产生的运行时不正常的情况，它要求程序立即进行处理，否则将会引起程序错误甚至崩溃的现象。,2023/11/
2、7,4,5.1 异常处理,5.1.2 异常处理机制C+采用机制是，当本函数运行出现异常时，可以不在本函数处理，而是发出异常信息（抛出异常）；调用者可以捕捉到这一个信息（捕获异常），根据对应的出错信息进行相应的处理（处理异常）；或向更上一层调用发出异常信息（再次抛出异常）。C+引入了3个关键字try（检查异常），throw（抛出异常）和catch（捕获异常），用于进行异常处理。首先，程序员将一组有可能引起异常的语句放在try块中，当程序执行过程中，如果遇到错误，它就通过throw语句抛出一个异常。而catch块用来捕捉异常，并进行相应的处理。,2023/11/7,5,【例5.1】抛出异常到处理异
3、常的过程,#include using namespace std;double divide(double x1,double x2)/输入偶数，否则产生异常if(x2=0)throw 除数为0,无法计算！;/抛出异常return x1/x2;/程序其它部分,2023/11/7,6,int main()double x1,x2,dRet;bool bRet=true;coutx1x2;try dRet=divide(x1,x2);/divide可能抛出异常 catch(char*message)/捕获异常 bRet=false;coutmessageendl;if(bRet)coutx1“/
4、”x2“=”dRetendl;return 0;,异常的处理语法,throw 表达式；说明：throw后的表达式表示抛出异常的类型，可以是一个变量、常量或一个对象。throw语句在语法上与return语句相似。try-catch结构描述如下：try 被检查语句catch(异常类型声明)异常处理语句,2023/11/7,7,异常语法说明-1,1.try块可以包含任何C+语句，甚至可以包含整个函数，但是try块必须包含能够抛出异常的语句。当被检测的函数出现异常时，catch块中获得异常的信息。2.try 块和catch块作为一个整体出现，且catch必须紧跟在try块之后，中间不能插入其他语句。3
5、.try块可以单独出现，而无catch块，表示无论是否有异常都不进行处理。4.一个try-catch结构中，只能有一个try块，可以有多个catch块，每个catch块的异常信息必须是不同的数据类型，以使和不同异常信息匹配。,2023/11/7,8,异常语法说明-2,6.try-catch结构可以和throw出现在同一函数中，这时throw抛出异常后，catch首先和匹配本函数的抛出的异常，如果匹配则由本函数catch捕获否则，由上一层函数处理。7.throw可以不包含参数，用于catch捕获后再原样抛出，由上一层处理。8.异常信息假如没有被捕捉则异常会发生。如上述例题例5.1，没有捕获异常则
6、0作为除数相除，引起系统崩溃。9.在异常处理过程中也可能存在“单个catch子句不能完全处理这个异常”的情况。那么该异常处理器在做完局部能够做的事情后，会再一次抛出这个异常，让更一层函数处理，也就是重新抛出。,2023/11/7,9,异常语法说明-3,11.throw 抛出的可以是一个常量，也可以是一个变量。关键字throw 还可以灵活地放到很多地方，只要try块中的语句能直接或间接地执行到它。12.如果catch中处理程序执行完毕，而无返回或终止指令，将跳过后面的catch块继续执行程序。13.catch在比较类型匹配时并不需要完全相同。被throw抛出的异常的数据类型与catch 处理程序
7、的参数类型进行匹配的过程,由精确匹配和自动数据类型转换的匹配组成。,2023/11/7,10,两者类型匹配说明,catch的参数类型与抛出异常严格匹配；catch的参数类型是被抛出异常所在类的公有基类；catch的参数类型是指向基类的指针,2023/11/7,11,【例5.2】重新抛出捕捉异常的例题。,#include using namespace std;void fun2(int x)throw x;void func3(int a)try fun2(a);catch(int x)/这里有x值为a；/如果异常参数x=0则进行处理，否则继续抛出if(x=0)coutfun3中处理异常！en
8、dl;elsecout重新抛出异常！endl;throw x;/重新抛出,2023/11/7,12,int main()tryfunc3(1);catch(int x)cout处理了int类型的异常！endl;return 0;,【例5.3】类型匹配捕捉异常例题,#include using namespace std;void fun2(int x)throw 抛出异常;void fun3(int a)try fun2(a);catch(int x)/这里有x值为a；/如果异常参数x=0则进行处理，否则继续抛出coutfun3检测到抛出异常！endl;,2023/11/7,13,int ma
9、in()try fun3(-1);catch(char*str)cout“主函数捕捉了异常，异常信息是：”strendl;return 0;,谁捕捉了异常？,程序运行结果为：主函数捕捉了异常，异常信息是：抛出异常,5.1.3 异常函数,C+引入了异常规范（Exception Specification）。来时抛出异常函数的使用者知道抛出异常的类型异常规范规定：随着函数声明列出该函数可能抛出的异常，并保证该函数不会抛出其它类型的异常。C+异常规范并非强制规定，因此，没有在函数说明后附带异常说明并非语法错误。目前有些编译器并不完全支持异常规范，,2023/11/7,14,常见附带异常说明函数说明有
10、以下3种情况。（1）函数返回类型 函数名（参数列表）throw（类型列表）；（2）函数返回类型 函数名（参数列表）throw（）；（3）函数返回类型 函数名（参数列表）；说明在第一种情况中，函数所有可能抛出的异常类型都列在类型列表中，其中类型列表可以是一到多种数据类型，包括自定义数据类型。第二种情况表示函数不会抛出任何类型的异常。第三种情况就是函数的声明，它表示函数有可能抛出任何类型的异常。,2023/11/7,15,5.1.4 标准C+库中的异常类,在标准C+库中提供了一个异常类的基类exception和它的多个派生类。用于报告C+标准库中的函数在执行期间遇到的不正常情况。这些类分别定义在C
11、+标准库的四个头文件中，（1）头文件中定义了异常类exception和bad_exception，异常类exception是标准C+库中所有异常类的基类。（2）头文件中定义了异常类ios_base:failure。（3）头文件中定义了异常类bad_cast和bad_typeid，当dynamic_cast失败时将抛出该异常类对象。（4）头文件中定义了其它所有的异常类，如logic_error、out_of_range、range_error、runtime_error等。,2023/11/7,16,标准C+库中提供的异常类构成了一个类继承的层次结构。除了报告标准库中的函数在执行期间遇到的不正常
12、情况外，程序员也可以直接使用这些类编写程序，或使用这些类作为基类派生自己的异常类。根类exception定义在头文件中，是C+标准库函数抛出的所有异常的基类。,2023/11/7,17,【例5.5】异常综合使用实例,#include#includeusing namespace std;class CMyException/异常类，该类的对象作为抛出异常时传递的异常参数。public:CMyException(string n=none):name(n)/构造函数，根据参数n构造一个名字为n的异常类对象cout构造一个CMyException对象，名称为：nameendl;CMyExcepti
13、on(const CMyException,2023/11/7,18,class CTestClass/测试类，其构造函数可能抛出int型或char*型异常public:CTestClass(int x)throw(int);void print();private:int a;CTestClass:CTestClass(int x)throw(int)/本层直接处理char*类型异常，int类型异常由上层处理tryif(x=0)throw 0;if(x1000)throw x值太大！;a=x;catch(char*s)/cout处理了char*类型异常信息：sendl;void CTestC
14、lass:print()coutaendl;,异常综合使用实例-2,void fun1(int x)throw(CMyException,int)/可能抛出CMyException,int类型异常，但是如果只写throw(CMyException)，编译器也能编译通过CTestClass a(x);a.print();CMyException obj2(obj2);throw obj2;int main()try/抛出指针异常，需要在捕捉中删除指针，/这种情况本层函数抛出并捕捉是可以，/如果本层函数抛出，而调用者捕捉删除指针，就不是一个高质量的程序throw new CMyException(
15、obj1);catch(CMyException*e)coutGetName()endl;delete e;,2023/11/7,19,trycoutx;fun1(x);catch(int x)cout处理了int类型的异常：xendl;catch(char*s)/这个捕捉永远不会被处理cout处理了char*类型的异常:sendl;catch(CMyException,讨论,运行结果发现，fun1中抛出异常后，由产生一个拷贝对象，这是由于抛出对象后，产生了一个临时对象，捕捉对象采用引用方式，实际上是临时对象的引用，如果捕捉时，采用值方式，则会再增加一次拷贝。为减少拷贝的次数，捕捉对象采用引用
16、的方式。,2023/11/7,20,5.2 命名空间,需要程序员使用第三方提供的库时，必须保证程序中的变量不和第三方提供的库中的全局实体名字冲突，为了解决这个问题，C+引入命名空间机制。5.2.1 命名空间的定义定义命名空间的语法格式如下。namespace 命名空间名 声明序列,2023/11/7,21,注意下面几个方面,namespace只能在全局范畴定义，但它们之间可以互相嵌套，即在命名空间定义内容定义一个新的命名空间。可以通过多次声明和定义同一命名空间，把新的成员名称加入到已有的命名空间之中去，即使多次声明在不同的头文件中，也是同属于同一个命名空间体。一个namespace的名字可以用
17、另一个名字做它的别名。可以在命名空间之外定义命名空间的成员（如函数的定义），这时成员的名字必须被命名空间限定修饰。而且如果在命名空间之外定义，则必须则命名空间之内声明。,2023/11/7,22,5.2.2 命名空间的使用,命名空间中成员的引用，需要使用命名空间的域操作符:如果想直接使用命名空间中的某一成员，而不用命名空间的域操作符。可以采用using声明，using格式如下：using 命名空间:命名空间.:成员名称,2023/11/7,23,using声明需要注意下几点：using声明的作用域就是using所处位置的作用域，即：如全局域中是从using使用开始到文件结束，局部域内使用则其作
18、用域是局部的。和普通变量一样，局部变量将隐藏全局变量。using声明名字必须在该域内是唯一，不能重复声明.using 声明用于直接指定命名空间成员，也可以使用using指定整个命名空间，语法格式为：using namespace 命名空间名:命名空间名;,2023/11/7,24,例子,using namespace std;#include#include using namespace std;namespace myNameSpace1/自定义命名空间myNameSpace1 string myStr1=myStr1;/在myNameSpace1中嵌套定义命名空间myNameSpace2
19、namespace myNameSpace2 string myStr2=myStr2;,2023/11/7,25,using namespace myNameSpace1;/using指令使用命名空间myNameSpace1/using指令使用命名空间myNameSpace1的子命名空间myNameSpace2using namespace myNameSpace1:myNameSpace2;void main()coutHello,myStr1.goodbye!endl;/myNameSpace1:myStr1 coutHello,myStr2.goodbye!endl;/myNameSp
20、ace1:myNameSpace2:myStr2,5.2.3 标准命名空间std,标准C+库中的所有组件都定义在一个称为std 的命名空间中，标准头文件如、等中声明的函数对象和类模板都被声明在命名空间std 中，因此std又称为标准命名空间。使用标准命名空间：编译指令using namespace std;,2023/11/7,26,5.2.4 无名空间,有的时候，所定义的对象、函数、类、类型或其它全局实体只在程序的一小段代码中使用，而在其它地方不会使用。为了保证这些全局实体不和项目其它地方的全局实体冲突，可以使用无名空间。无名空间声明的语法格式如下：namespace 声明序列,2023/11/7,27,
