Бьерн Страуструп. Язык программирования С++. Специальное издание (2011) (1004033), страница 231
Текст из файла (страница 231)
Реализуйте чувствительный к локализации ввод/вывод для Пте и Рагс аа«ите. (*2.5) Разработайте и реализуйте фасет почтового индекса. Сделайте это как минимум для двух стран с непохожими соглашениями относительно написания адресов. Например, Лги 07932 и СВ2194. (*2.5) Разработайте и реализуйте фасет телефонных номеров. Сделайте это как минимум для двух стран с непохожими соглашениями относительно написания телефонных номеров. Например, (973) 360-0000 и 1223 343000.
(*2.5) Поэкспериментируйте и определите, какие форматы ввода/вывода использует ваша система для дат. (*2.5) Определите функцию лег пте(), которая «угадывает» смысл неоднозначных представлений для дат, таких как 12/5/1995, но по-прежнему отвергает все или почти все ошибочные записи. Решите„какие именно догадки приемлемы и какова вероятность ложных срабатываний. (*2) Определите 8ег пте(), которая воспринимает гораздо больше входных форматов, чем вариант из эП,4.4.5. (*2) Составьте список контекстов локализации, поддерживаемых вашей системой. (*2.5) Попробуйте вьиснить, где в вашей системе хранятся именованные локализации.
Если вы имеете доступ к той части системы, где хранятся контексты локализации, создайте и сохраните новую именованную локализацию. Постарайтесь не испортить существующие локализации. ("2) Сравните две реализации Яеазоа (о (9Э.З.2 и ЭР.4.7.1). ('2) Напишите и протестируйте фасет Роге оиг, который записывает даты типа Роге с помощью формата, передаваемого в качестве аргумента конструктору. Обсулите плюсы и минусы такого подхода в сравнении с глобальным форматом дат, предоставляемым «аге 1)аг (ЭР.4.4.6).
(*2.5) Реализуйте ввод/вывод римских чисел (вида ХУ или МРСйП). (*2.5) Реализуйте и протестируйте Ст го ид»ее (эР.4.6). (*2.5) Используйте с(осй () для определения стоимости (1) функционального вызова, (2) вызова виртуальной функции, (3) чтения сйаг, (4) чтения 1пг из одной цифры, (5) чтения тг из 5 цифр, (6) чтения «оиЫе из 5 цифр, (7) односимвольного зп (ая, (8) пятисимвольного за (ая и (9) сорокасимвольного зтизд. (*6.5) Выучите новый иностранный язык. Приложение Е Исключения и безопасность стандартной библиотеки Все будет работать так, как вы ожидаете, лишь в случае, когда ваши ожидания корректны. — Хайман Роузен Исключения и безопасность — технологии реализации безопасности при исключениях — явное управление памятью — присваивание — метод ривй Ьас1с()— конструкторы и инварианты — гарантии стандартных контейнеров — вставка и удаление элементов — гарантии и компромиссы — функция в)вар () — инициализация и итераторы — ссылки на элементы — предикаты — строки, потоки, алгоритмы— типы иа1штау и соплр1ек — стандартная библиотека С вЂ” рекомендации пользователям стандартной библиотеки — советы — упражнения.
Е.1.Введение Функции стандартной библиотеки часто используют операции, предоставляемые пользователем в виде аргументов функции или шаблона. Очевидно, что некоторые из этих операций могут иногда генерировать исключения. Также генерировать исключения могут и функции выделения динамической памяти.
Рассмотрим пример: вага'у(иесгое<Х>ь и, сопл(Ха е) ( и[2] =д; УХ-ое присваивоние может генерировать исключение и.рива Ьасй (е); У аллокатор у вес(ог<Х> может генерировать исключение лоег(и.бее1п(),ы.епв(О ); УХая операция < может генерировать иослючение иесгое<Х> и = и; УХ-ый копирующий конструктор может генерировать исключение У... У и здесь уничтожается - нужно гарантировать, что Х-ый деструктор сработает У корректно 1078 Приложение Е Исключения и безопасность стандартной библиотеки Что произойдет, если при выполнении присваивания значения я будет сгенерировано исключение? Будет ли при этом вектор ч оставлен в недействительном состоянии? Что случится, если конструктор, вызываемый в процессе копирования я операцией кризЬ Ьасй(1, сгенерирует исключение зМ::Ьа4 а((ос? Изменится ли при этом число элементов? Или в контейнер (вектор) добавится недействительный элемент? Что произойдет, если операция «меньше чем» из типа Хсгенерирует исключение во время сортировки? Элементы будут отсортированы частично? Или операция сортировки удалит элемент из контейнера и не вернет его назад? Формирование окончательного списка возможных исключений в рассмотренном примере оставлено в качестве самостоятельного упражнения (ЗЕ.8(! !).
Объяснение того, как может данный пример корректно работать при любом хорошо определенном типе Х вЂ” даже если этот тип генерирует исключения — является одной из задач данного приложения. Львиная доля приложения сводится при этом к объяснению, что такое «корректно работать» и что такое «хорошо определенный тип» в контексте исключений, а также к выработке соответствующей терминологии. Перечислим цели данного приложения: 1. Рассказать, как пользователь должен проектировать типы, удовлетворяющие требованиям стандартной библиотеки.
2. Сформулировать гарантии, предоставляемые стандартной библиотекой. 3. Сформулировать требования стандартной библиотеки к коду, предоставляемому пользователем. 4. Продемонстрировать эффективные технологии построения эффективных контейнеров, безопасных в контексте исключений. 5. Представить несколько правил программирования безопасного в контексте исключений кода. Обсуждение проблемы безопасности в контексте исключений (ехсерйоп забегу) неизбежно сосредотачивается на самых худших случаях.
В каких случаях исключения доставляют наибольшие проблемы? Как стандартная библиотека защищает себя и пользователей библиотеки от возникающих при этом неприятностей? Как сами пользователи могут помочь в преодолении проблем? Несмотря на все эти обсуждения, не дайте отвлечь себя от центральной идеи о том, что исключения, тем не менее, являются наилучшим способом сообщений о возникновении ошибочных ситуаций в работающих программах (814.1, 814.9).
Обсуждение концепций, технологий и гарантий стандартной библиотеки организовано следующим образом: ° 8Е.2 Содержит обсуждение проблемы безопасности в контексте исключений. ° 8Е.З Рассматривает методы реализации контейнеров и операций, безопасных в контексте исключений. ° ВЕ.4 Уточняет гарантии, которые предоставляет стандартная библиотека в отношении контейнеров и операций. ° зЕ.5 Суммирует вопросы, связанные с безопасностью в контексте исключений, для остальных частей стандартной библиотеки. ° 8Е.6 Представляет обзор вопросов безопасности в контексте исключений с точки зрения пользователя стандартной библиотеки. Е.2. Исключения и безопасность 1079 Стандартная библиотека предоставляет наглядные примеры вопросов безопасности, которые нужно принимать к сведению при разработке ответственных приложений. Методы, которые используются в стандартной библиотеке для обеспечения безопасности в контексте исключений, применимы к широкому диапазону проблем.
Е.2. Исключения и безопасность Говорят, что операция, выполняемая на объекте, безопасна в контексте исключений (ехсерйоп ваге), если операция оставляет объект в действительном состоянии (га!!д згаге) при генерации исключения. Действительное состояние может быть и ошибочным состоянием, которое для восстановления требует коррекции (очистки — с!еапцр), но оно обязано быть полностью известным (хорошо определенным — ве!! дебпед). Именно последнее обстоятельство позволяет написать код для обработки ошибочного состояния объекта.
Этот код обработки исключения может, например, уничтожить объект, восстановить его исходное состояние, повторить операцию, просто продолжить работу программы и т.д. Иными словами, у объекта есть инвариант (524.3.7.1), конструкторы устанавливают этот инвариант, дальнейшие операции соблюдают этот инвариант (даже при генерации исключений), а деструктор выполняет заключительную «очисткуич Операции должны заботиться о том, чтобы инвариант соблюдался перед генерацией' исключений с тем, чтобы объект находился в действительном состоянии. Вполне вероятно, что это действительное состояние может не устраивать приложение.
Например, строка может быть пустой, или контейнер может оставаться в неотсортированном состоянии. Таким образом, восстановить объект — значит придать ему значение, устраивающее приложение больше, чем значение, которое объект имел перед началом выполнения неудавшейся операции. В этом отношении для нас самыми интересными объектами стандартной библиотеки являются контейнеры. Далее мы рассмотрим, при каких условиях операции на контейнерах стандартной библиотеки могут считаться безопасными в контексте возможных исключений. Всего возможны две концептуально чистые стратегии: 1.
«Без гарантий« вЂ” если сгенерировалось исключение, обрабатываемый контейнер возможно остался в испорченном состоянии. 2. «Сильная гарантия> — если сгенерировалось исключение, то обрабатываемый контейнер остался в состоянии, которое он имел перед началом выполнения операции стандартной библиотеки. К сожалению, оба случая неприемлемы для реального использования. Случай (Ц неприемлем, потому что в этом случае после возникновения исключения в контейнерной операции к контейнеру уже нельзя обратиться — его даже уничтожить нельзя без опасений спровоцировать ошибку времени выполнения.
Случай !2] неприемлем, поскольку он навязывает каждой операции стандартной библиотеки слишком дорогую семантику отката (ю(й Ьасй зетапГ(сз). Чтобы разрешить эту дилемму, стандартная библиотека формулирует такой набор гарантий безопасности исключений, который позволяет разделить ответственность за создание надежно работающих программ между разработчиками стандартной библиотеки и ее пользователями: 1080 Приложение Е, Исключения и безопасность стандартной библиотеки За. «Базовая гарантия (Ьазгс еиагапгее) для всех операций» вЂ” поддерживаются базовые инварианты стандартной библиотеки и нет утечек ресурсов, например, памяти. гетр)иге<с)азз Т> с!азз БаГе ( т* р! риЬИс: Баге(): р(пеи Т) (] -Бауе() (де!егер!) Бауеа орега!ог= (соне! Бауеь а) (»р = *а.р; ге!игл *Йит ) р.,.
)1 1етр)а!е<с!азз Т> с)азз (!пзоуе т* Рг риЫ(с: (тпзоуе(Т* рр): р(рр) () -1)пзауе() ((Т()р->йез(гисИЫе() ) гйгопЕ()1 де)егер!) (тпзаГеа орега!ог= (сопз! (УпзаГеа а) р->-Т()г пеп (р) Т(*а.р); ге!игл *ЙИ; ) У,. )1 Руничтожасм старое значение 610.4.1!) Р конструируем копию *ар е «р Я!0.4.1!) гоЫ/(гес!ог<Ба~е<Боте (уре> >а ге, гес!ог<Юпзауе<Боте !уре> >а »Ь) ( »и.аг(!) = Баге<Боте гуре>() 1 гЬ.а!(1) = аяза/е<Боте гуре> (пев Боте (уре) г ЗЬ.
«Сильная гарантия (злппй яиагапгее) для ключевых операций» вЂ” в дополнение к базовой гарантии операции либо выполняются успешно, либо не приводят ни к какому эффекту. Эта гарантия обеспечивается для таких ключевых операций, как ризЬ Ьасй(), одноэлементных (пзегг() для списка Иат и ити)паИ- хеа сору() (вЕ.З.1, эЕ.4.1). Зс. «Гарантия отсутствия исключений (погйгон яиагапгее) для некоторых операций» вЂ” дополнительно к базовой гарантии устанавливается, что некоторые операции не генерируют исключений.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
