Глава 7.
Исключения
МГТУ им. Н.Э. Баумана
Факультет Информатика и системы управления
Кафедра Компьютерные системы и сети
Лектор: д.т.н., проф.
Иванова Галина Сергеевна
1
7.1 Механизм исключений С++
В С и С++ используются разные стандарты обработки исключений.
Генерация исключений:
throw [<Тип>](<Аргументы>);
где <тип> – тип (чаще класс) генерируемого значения; если тип не
указан, то компилятор определяет его исходя из типа аргумента
(обычно это один из встроенных типов);
<аргументы> – одно или несколько выражений, значения которых
будут использованы для инициализации генерируемого объекта.
Примеры:
throw (”Неверный параметр”); /* тип const char * с указанным в
кавычках значением */
throw (221); /* тип const int с указанным значением */
class E { //класс исключения
public: int num;
// номер исключения
E(int n): num(n){} // конструктор класса
}
…
throw E(5); // класс E
2
Перехват и обработка исключений
try {<Защищенный код>}
catch (<Ссылка на тип>){<Обработка исключений>}
При этом:
1) исключение типа T будет перехватываться обработчиками типов T,
const T, T& или const T&;
2) обработчики типа базового класса перехватывают исключения типа
производных классов;
3) обработчики типа void* перехватывают все исключения типа
указателя.
Блок catch, для которого в качестве типа указано «…» обрабатывает
исключения всех типов.
Примеры:
try {<Операторы>} // выполняемый фрагмент программы
catch (EConvert& A){<Операторы>} /* перехват исключений
типа EConvert */
catch (char* Mes){<Операторы>} //перехват исключений char*
catch(…) {<Операторы>}
//перехват остальных исключений3
Возобновление исключения
Если перехваченное исключение не может быть обработано, то оно
возобновляется.
Пример:
class E{};
// класс исключения
void somefunc()
{ if(<условие> throw Out(); }// генерация исключения
void func()
{ try { somefunc(true); }
catch(E& e){ if (<условие>) throw; } /* если здесь
исключение обработать нельзя, то возобновляем его */ }
void mainfunc()
{ try { func();}
catch(E& e){ … }
} // здесь обрабатываем исключение
4
Доступ к аргументам исключения
Использование имени переменной в качестве параметра оператора
catch позволяет операторам обработки получить доступ к
аргументам исключения через указанное имя.
Пример:
class E //класс исключения
{ public: int num;
// номер исключения
E(int n): num(n){} // конструктор
}
…
try { ...
throw E(5);
// генерируемое исключение
...}
catch (E& e){if (e.num==5) {…}} // получен доступ к полю
5
Последовательность обработки исключения
при генерации исключения происходит конструирование временного
объекта исключения;
выполняется поиск обработчика исключения;
при нахождении обработчика создается копия объекта с указанным
именем;
уничтожается временный объект исключения;
выполняется обработка исключения;
уничтожается копия исключения с указанным именем.
Поскольку обработчику передается копия объекта исключения,
желательно в классе исключения с динамическими полями
предусмотреть копирующий конструктор и деструктор.
6
Обработка объекта исключения (Ex7_1)
#include "stdafx.h"
#include
class MyException
{ protected: int nError;
public: MyException(int nErr) {nError=nErr;}
~MyException(){puts("destructor");}
void ErrorPut(){printf("Error %d.n",nError);}
};
int main(int argc, char* argv[])
{
try
{
throw MyException(5);
}
catch(MyException E){E.ErrorPut();}
puts("program");
return 0;
}
destructor
Error 5.
destructor
destructor
program
Press any key to continue
7
Спецификация исключений
При объявлении функции можно указать, какие исключения она может
генерировать:
throw(<тип>,<тип>…).
Пример:
void func() throw(char*,int){…} /*функция может генерировать
исключения char* и int */
Спецификация исключений не считается частью типа функции и,
следовательно, ее можно изменить при переопределении:
class ALPHA
{ public: struct ALPHA_ERR{};
virtual void vfunc() throw(ALPHA_ERR){}
};
class BETA : public ALPHA
{ public:
void vfunc() throw(char *) {}
};
8
Уничтожение локальных переменных при
обработке исключения (Ex7_2)
При «раскручивании» стека
#include "stdafx.h"
локальные переменные
#include
уничтожаются
void MyFunc( void );
class CTest
{public: CTest(){};
~CTest(){};
const char *ShowReason() const
{ return "Exception in CTest class."; }
};
class CDtorDemo
{public: CDtorDemo();
~CDtorDemo();
};
CDtorDemo::CDtorDemo()
{
cout << "Constructing CDtorDemo." << endl;}
CDtorDemo::~CDtorDemo()
{
cout << "Destructing CDtorDemo." << endl;}
9
Уничтожение локальных переменных при
обработке исключения (2)
void MyFunc()
{CDtorDemo D;
cout<<"In MyFunc().Throwing CTest exception."<
}
int main()
{
cout << "In main." << endl;
try
{ cout<<"In try block, calling MyFunc()."<
catch(CTest E)
{
cout << "In catch handler." << endl;
cout << "Caught CTest exception type: ";
cout << E.ShowReason() << endl;
}
catch( char *str )
{cout<<"Caught other exceptions: "<
10
Результат
In main.
In try block, calling MyFunc().
Constructing CDtorDemo.
In MyFunc(). Throwing CTest exception.
Destructing CDtorDemo.
In catch handler.
Caught CTest exception type: Exception in CTest class.
Back in main. Execution resumes here.
Press any key to continue
11
Обработка непредусмотренных исключений
Для определения функции обработки непредусморенных исключений в
программе используется функция set_unexpected:
void my_unexpected() {<обработка исключений> }
…
set_unexpected(my_unexpected);
Функция set_unexpected() возвращает старый адрес функции –
обработчика непредусмотренных исключений.
Если обработчик непредусмотренных исключений отсутствует, то
вызывается функция terminate(). По умолчанию эта функция вызывает
функцию abort(), которая аварийно завершает текущий процесс.
Для определения собственной функции завершения используется
функция set_terminate():
void my_terminate(){<обработка завершения>}
…
set_terminate(my_terminate);
Функция set_terminate() также возвращает адрес предыдущей
программы обработки завершения.
12
Завершающая обработка (Ex7_3)
#include "stdafx.h"
#include
// For function prototypes
#include
#include
void term_func()
{ cout << "term_func was called by terminate." << endl;
exit( -1 );
}
int main()
{ try
{ set_terminate( term_func );
throw "Out of memory!";
}
catch( int )
{cout << "Integer exception raised." << endl;
}
return 0;
}
13
7.2 Механизм структурного управления
исключениями С
Для перехвата исключения в языке С используется конструкция:
_ _try {<защищенный код>}
_ _except(<фильтрующее выражение>)
{<обработка исключений>}
Фильтрующее выражение может принимать следующие значения:
1 = EXCEPTION_EXECUTE_HANDLER – управление должно быть пере-дано
на следующий за ним обработчик исключения (при этом по умолчанию при
обратном просмотре стека вызовов активизируются деструкторы всех
локальных объектов, созданных между местом генерации исключения и
найденным обработчиком);
0 = EXCEPTION_CONTINUE_SEARCH – производится поиск другого
обработчика;
-1 = EXCEPTION_CONTINUE_EXECUTION – управление возвращается в то
место, где было обнаружено исключение без обработки исключе-ния
(отмена исключения).
В качестве фильтрующего выражения обычно используется функция, которая
возвращает одно из указанных выше трех значений.
14
Получение информации об исключении
Для получения информации об исключении используют:
_exception_code – возвращает код исключения.
_exception_info – возвращает указатель на структуру
EXCEPTION_POINTERS, содержащую описание исключения:
struct exception_pointers {
EXCEPTION_RECORD *ExceptionRecord,
CONTEXT *ContextRecord }
struct EXCEPTION_RECORD
{
DWORD ExceptionCode;
// код завершения
DWORD ExceptionFlags;
// флаг возобновления
struct EXCEPTION_RECORD *ExceptionRecord;
void *ExceptionAddress;
// адрес исключения
DWORD NumberParameters; // количество аргументов
DWORD ExceptionInformation
[EXCEPTION_MAXIMUM_PARAMETERS]; /* адрес массива
параметров */
};
15
Получение информации об исключении (2)
Существует ограничение на вызов этих функций: они могут
вызываться только непосредственно из блока _
_except(). Фильтрующая функция не может вызывать
_exception_info, но результат этого вызова можно
передать в качестве параметра. Так например:
_ _except (filter_func(xp = _exception_code))
{/* получение информации об исключении */ }
или с использованием составного оператора:
_ _except((xp = _exception_info),
filter_func(xp))
.
16
Обработка аппаратных и программных
исключений Windows (Ex7_4)
#include "stdafx.h"
#include
#include
begin
in try
code = c0000005
end
Press any key to continue
void main()
{
int* p = 0x00000000;
// NULL
puts("begin");
_ _try{
puts("in try");
*p = 13;
// генерация исключения
}
_ _except(printf("code = %xn",_exception_code()),1)
{ }
puts("end");
}
17
Генерация исключений в С
Для генерации исключения используется функция
void RaiseException(DWORD <код исключения>,
DWORD <флаг>,
DWORD <количество аргументов>,
const DWORD *<адрес массива 32 разрядных аргументов>);
где <код исключения> – число следующего вида:
биты 30-31: 11 – ошибка; 01 – информация; 10 – предупреждение;
бит 29: 1 – не системный код;
бит 28: 0 – резерв;
<флаг> может принимать значения:
EXCEPTION_CONTINUABLE (0) – обработка возобновима;
EXCEPTION_NONCONTINUABLE – обработка не возобновима
(любая попытка продолжить процесс вызовет соответствующее
прерывание).
Пример:
#define STATUS_1 0xE0000001
...
RaiseException(STATUS_1, 0, 0, 0);
18
Завершающая обработка
Структурное управление исключениями поддерживает также
завершающую конструкцию, которая выполняется независимо от
того, было ли обнаружено исключение при выполнении
защищенного блока:
_ _try {<защищенный блок> }
_ _finally {<завершающая обработка>}
Пример:
19
Совместное использование обычной и
завершающей обработки исключений (Ex7_5)
#include "stdafx.h"
hello
#include "stdio.h"
in try1
void main()
in try2
{ int* p = 0x00000000;// NULL
in filter
puts("Begin");
in finally
in except
_ _try{
world
puts("in try1");
Press any key to continue
_ _try{
puts("in try2");
*p = 13;
// генерация исключения
}
_ _finally{ puts("in finally"); }
}
_ _except(puts("in filter"),1){puts("in except");}
puts(«end");
20
}
7.3 Совместное использование различных
механизмов обработки исключений
1) исключения Win32 можно обрабатывать только try…_ _except (C++)
или _ _try…_ _except (C) или соответственно try…_ _finally (С++) или
_ _try…_ _finally (С); оператор catch эти исключения игнорирует;
2) неперехваченные исключения Win32 не обрабатываются функцией
обработки неперехваченных исключений и функцией terminate(),
а передаются операционной системе, что обычно приводит к
аварийному завершению приложения;
3) обработчики структурных исключений не получают копии объекта
исключения, так как он не создается, а для получения информации
об исключении используют специальные функции
_exception_code и _exception_info.
Если возникает необходимость перехвата структурных исключений и
исключений С++ для одной последовательности операторов, то
соответствующие конструкции вкладываются одна в другую.
21
Пример совместного использования
механизмов исключения (Ex7_6)
#include "stdafx.h"
#include
#include
class MyException
// класс исключения
{ private: char* what; // динамическое поле сообщения
public: MyException(char* s);
MyException(const MyException& e );
~MyException();
char* msg()const;
};
MyException::MyException(char* s = "Unknown")
{ what = strdup(s); }
MyException::MyException(const MyException& e )
{ what = strdup(e.what);}
MyException::~MyException()
{ delete[] what; }
char* MyException::msg() const
22
{ return what; }
Пример совместного использования
механизмов исключения (2)
В пределах функции нельзя
использовать исключения
разного типа!
void f()
{int *p=NULL;
_ _try
{ *p=3;}
_ _except(1){throw(MyException("Wrong pointer"));}}
void f1()
{try { f();}
catch(const MyException& e){ puts(e.msg());}
}
int main(int argc, char* argv[])
{_ _try
{f1();}
_ _finally { puts("end"); }
return 0;
}
Wrong pointer
end
Press any key to continue
23
Обработка структурных исключений как
исключений С++
Для преобразования структурных исключений в исключения С++ можно
использовать функцию _set_se_translator():
typedef void (* translator_function)
( unsigned int, struct _EXCEPTION_POINTERS* );
translator_function _set_se_translator
(translator_function se_trans_func);
В качестве параметра функции _set_se_translator необходимо
передать адрес функции-переходника, которая назначает для
структурных исключений вызов соответствующих исключений С++,
например:
void trans_func( unsigned int u,EXCEPTION_POINTERS* pExp)
{throw SE_Exception(u);}
Функция возвращает указатель на предыдущую функцию
_set_se_translator()
24
Трансляция структурных исключений (Ex7_7)
#include
#include
#include
#include
"stdafx.h"
class SE_Exception
// класс для обработки структурных
// исключений
unsigned int nSE;
{private:
public:
SE_Exception() {}
SE_Exception( unsigned int n ) : nSE( n ) {}
~SE_Exception() {}
unsigned int getSeNumber() { return nSE; }
};
void SEFunc() // пример функции с исключением
{
_ _try { int x, y=0; x = 5 / y; } // исключение!
_ _finally { printf( "In finallyn" ); }
}
25
Трансляция структурных исключений (2)
void trans_func( unsigned int u, EXCEPTION_POINTERS* pExp)
{
printf( "In trans_func.n" );
throw SE_Exception(u);
}
void main( void)
{ try
{
_set_se_translator( trans_func );
SEFunc();
}
catch( SE_Exception e )
{
printf( "%x.n",e.getSeNumber() );
}
}
In trans_func.
In finally
c0000094.
Press any key to continue
26
