Wyjątki. Wyjątki. Wyjątki. Wyjątki. Wyjątki. Wyjątki. Wprowadzenie o. Wprowadzenie o

Transkrypt

1 Wprwadzenie Krzystanie z wyjątków pzwala ddzielić kd bsługi błędu d kdu wyknania zadania Zamiast umieszczać w kdzie bsługi zadania sekwencje instrukcji dpwiedzialne za pprawne zachwanie prgramu w razie wystąpienia błędu, t piszemy kd bsługi zadania tak, jakbyśmy zakładali, że wszystk dbędzie się bez prblemów. Kd bsługi błędu umieszczamy natmiast w innym miejscu prgramu i tylk wiążemy razem te dwa blki kdu współzależnścią. 49 Wprwadzenie Wystąpienie błędu pwduje natychmiastwe przerwanie bsługi zadania i przekazanie sterwania d inneg bszaru kdu, gdzie znajdują się instrukcje bsługujące błąd. Kd bsługi zadania mżna pdzielić na kilka sekcji, które uważamy za funkcjnalnie zamknięte całści. Taka sekcja mże w całści wyknać się pprawnie lub w całści zstać niewyknana Wprwadzenie Aby mechanizm wyjątków mógł działać adekwatnie d sytuacji błędnej, musi zstać przekazana infrmacja rdzaju błędu, jaki wystąpił. D teg celu służą biekty, w których mżna zawrzeć infrmacje indywidualnych klicznściach zdarzenia Wprwadzenie Pdsumwując, d wprwadzenia wyjątków ptrzebne są: 1) spsób znakwania sekcji kdu, której wiadm, że w trakcie jej wyknania mże być rzucny wyjątek, 2) spsób znakwania sekcji kdu, która nie jest zwykłym fragmentem prgramu, ale reprezentuje kd mający się wyknać w przypadku rzucenia wyjątku, 3) instrukcja rzucania wyjątku, która spwduje przeniesienie sterwania, 4) klasa na pdstawie której twrzne będą biekty zawierające infrmacje klicznściach, w których wystąpił błąd. Rzucanie wyjątków instrukcja thrw Pwduje: 1) przerwanie wyknywania bieżąceg kdu, 2) wygenerwanie biektu przechwująceg infrmacje klicznściach błędu, 3) przeniesienie sterwania z bieżąceg kdu d miejsca, które jest w stanie przyjąć biekt daneg typu i wykrzystać zawarte w nim infrmacje d bsługi sytuacji błędnej

2 Rzucanie wyjątków Jeżeli w jakimś miejscu kdu wystąpiła sytuacja niepprawna, t zamiast ustawiać flagę błędu, lub natychmiast kńczyć działanie funkcji pleceniem return, które zwraca kd błędu, w tym miejscu umieszczamy plecenie rzucenia wyjątku, np.: if (x>0) y = sqrt(x); else return -1; // stary spsób, typwy dla języka C // alb: thrw MyErrr("nieprawidłwa próba pierwiastkwania"); // nwy spsób, typwy dla C++. // MyErrr t nazwa klasy, której biekt twrzymy C się stanie dalej?.. 1) Jeżeli jesteśmy wewnątrz funkcji, plecenie thrw spwduje przerwanie wyknania tej funkcji i przejście sterwania d miejsca, gdzie funkcja była wywłana. 2) Jeżeli była wywłana wewnątrz innej funkcji, ta również zstanie przerwana, itd. Przerwania i przejścia sterwania w górę będą następwały aż djdą d funkcji main 3) Funkcja main również zstanie przerwana a prgram zakńczy swje działanie wyświetlając kmunikat, że zstał przerwany z pwdu wyrzucenia wyjątku. T bardz niedsknała bsługa sytuacji błędnej Aby prgram nie przerwał swjeg działania, należy w nim zawrzeć ddatkwe instrukcje pzwalające na przechwycenie wyjątku w prgramie, tj.: Należy 1) pinfrmwać kmpilatr, w jakim bszarze kdu prgramu któraklwiek z instrukcji teg kdu mże spwdwać rzucenie wyjątku, raz 2) umieścić pd tym bszarem instrukcje przechwytujące. D znakwania sekcji kdu, w której mże wystąpić wyjątek, służy instrukcja try Przykład:. // tutaj różne instrukcje naszeg prgramu Jeżeli w ciele funkcji znajduje się blk try, wewnątrz któreg zstał rzucny wyjątek, funkcja nie zstanie przerwana, tj. sterwanie nie puści tej funkcji, ale zstanie przeniesine tylk na kniec teg blku try, d pierwszej instrukcji za tym blkiem Raz rzucny wyjątek musi gdzieś trafić. Jeżeli prgramista nie przewidział miejsca bsługi, prgram zstanie zatrzymany a wyjątek bsłużny przez system peracyjny. Nrmalnym miejscem bsługi wyjątku jest prcedura, umieszczna zaraz za blkiem try Dlateg bezpśredni za kńcem teg blku, jeżeli chcemy, mżemy umieścić kawałek kdu, który wykna dpwiednie czynnści, właściwe dla klicznści, w których zaszła sytuacja błędna. Taka czynnść nazywana jest bsługą wyjątku. prcedura ma nazwę catch i jeden argument wywłania, którym jest biekt kreślneg typu zgdneg z typem biektu reprezentująceg wyjątek: // Kd, który mże generwać wyjątki catch (typ1 id1) // bsługa wyjątku typu typ1 catch (typ2 id2) // bsługa wyjątku typu typ

3 class Pdgladanie Pdgladanie() cut << "Pdgladanie()"<< endl; ~Pdgladanie() cut << "~Pdgladanie()"<< endl; vid przezdziurkeodklucza() Pdgladanie P; fr(int i = 0; i < 3; i++) cut <<"Nic nie widzę."<< endl; thrw 47; int main() cut << I c? widzisz cś?..." << endl; przezdziurkeodklucza(); cut << "..." << endl; catch(int) cut << T daj też ppatrzeć." << endl; W którym mmencie zstanie wyknany destruktr klasy Pdgladanie? Aby dpaswać wyjątek d prcedury bsługi, nie musi istnieć dkładna zgdnść wyjątku i prcedury g bsługującej. Obiekt (lub referencja d biektu) klasy pchdnej pasują d prcedury dtyczącej klasy bazwej. W przypadku biektu dchdzi jedynie d bcięcia biektu d typu bazweg składwe ddane w klasie pchdnej nie są dstępne Z teg pwdu, a także aby uniknąć kpiwania biektów lepiej jest używać referencji d biektów Jeżeli.. w ciele funkcji żaden z typów zadeklarwanych we frazach catch nie pasuje d rzucneg biektu-wyjątku t.. sterwanie przensi się d miejsca, gdzie funkcja zstała wywłana i tam szuka sekcji try-catch. A jeżeli takiej tam nie ma, lub typy wyjątków we frazach catch nie pasują, t sterwanie dalej wędruje w górę w hierarchii wywłań funkcji w pszukiwaniu frazy catch z pasującym typem danych Sekcje try-catch mgą być zagnieżdżne dpwiedni d hierarchii wywłań funkcji. class Brzskwinia class Pestka class Mala : public Pestka class Duza : public Pestka vid scisk() thrw Duza(); int main() Brzskwinia b; b.scisk(); catch(brzskwinia::mala&) // nigdy nie zstanie wywłany.. cut << "Mala Pestka schwytana" << endl; catch(brzskwinia::duza&) //.. a ten tak. cut << "Duza Pestka schwytana" << endl; catch(brzskwinia::pestka&) // ten jest tylk pr frma. cut << " Pestka schwytana" << endl; Cytat: An exceptin in C++ (Java and C# are similar) is a way t put a message in a bttle at sme pint in a prgram, abandn ship, and hpe that smene is lking fr yur message smewhere dwn the call stack. Przechwytywanie wyjątków dwlneg typu plega na nie wskazywaniu żadneg typu w argumencie frazy catch catch( ) cut << złapałem, c akurat leciał.. << endl; C++ Ckbk by D. Ryan Stephens; Jeff Cgswell; Jnathan Turkanis; Christpher Diggins Użycie wielkrpka pwduje przechwytywanie wszelkich wyjątków, dlateg taka fraza pwinna być statnią w sekwencji fraz catch, aby nie przechwytywać wyjątków przeznacznych dla fraz, które znalazłyby się za nią

4 class Brzskwinia class Pestka class Mala : public Pestka class Duza : public Pestka vid scisk() thrw Duza(); int main() Brzskwinia b; b.scisk(); catch(brzskwinia::mala&) // nigdy nie zstanie wywłany.. cut << "Mala Pestka schwytana" << endl; catch(brzskwinia::duza&) //.. a ten tak. cut << "Duza Pestka schwytana" << endl; catch(...) // ten lapie wszystk. cut << "zlapalem, c akurat lecial.." << endl; Mże zdarzyć się, że w danej funkcji musimy: 1. bsłużyć błędną sytuację w kntekście lkalnym raz 2. dknać przerwania działania całej większej części kdu i 3. dknać ddatkwej bsługi tej błędnej sytuacji na wyższym pzimie wywłań. Np., kiedy pdając w argumencie frazy catch wielkrpek złapaliśmy wyjątek dwlneg typu tylk p t, aby np. zamknąć pewne zasby, które są kntrlwane przez biekty lkalne, c jednak nie znacza, że na tym pwinna się zakńczyć bsługa teg błędu W takiej sytuacji ptrzebujemy 1. przechwycić wyjątek, 2. zrealizwać stswną bsługę, 3. puścić wyjątek dalej. Pnwne wyrzucenie wyjątku następuje w chwili wywłania thrw bez żadnych argumentów w prcedurze bsługi wyjątku. catch( ) cut << złapałem, c leciał i na wszelki wypadek zwalniam c zająłem.. << endl;.. // tu następuje zwlnienie zajętych zasbów thrw; Wszelkie dalsze frazy catch teg sameg blku try są ignrwane. Instrukcja thrw; pwduje, że wyjątek przechdzi d prcedur bsługi wyjątków następneg wyższeg pzimu, a cały biekt reprezentujący wyjątek pzstaje niezmieniny aby prcedura wyższeg pzimu mgła pzyskać z nieg wszelkie zawarte w nim infrmacje Jeżeli żadna fraza catch nie pasuje d wyjątku, przechdzi n na wyższy pzim sterwania: d funkcji lub blku try taczająceg bieżący blk try, który nie przechwycił wyjątku. Jeżeli wyjątek nie zstanie przechwycny na żadnym pzimie, autmatycznie wywływana jest specjalna funkcja bibliteczna terminate(). Dmyślnie terminate() wywłuje funkcję abrt() ze standardwej bibliteki C. Kiedy wywływana jest funkcja abrt(), nie są wyknywane żadne działania nrmalnie uruchamiane przy zamykaniu prgramu, a więc destruktry biektów glbalnych i statycznych. Funkcję terminate() mżna pdmienić za pmcą funkcji set_terminate(). Zdefiniwana przez użytkwnika funkcja musi być bezargumentwa i zwracać vid. Nie mże rzucać wyjątków: #include<exceptin> #include<istream> using namespace std; vid zaknczenie( ) // nwa funkcja cut << "Ja tu wrce.." << endl; abrt( ); int main( ) terminate_handler stary_uchwyt = set_terminate(zaknczenie); thrw bad_allc( ); // sygnalizuje niepwdzenie alkacji pamięci

5 vid nwe_zaknczenie( ) cut << "Ja tu wrce.." << endl; exit(0); vid (*wf)() = set_terminate(nwe_zaknczenie); class Fuszerka class Owc vid f() cut << "Fuszerka ::f()" << endl; thrw Owc(); Fuszerka() ~Fuszerka() int main() Fuszerka b; b.f(); catch(...) cut << "zlapalem cs.." << endl; W knie terminala: Fuszerka ::f() zlapalem cs.. 72 vid nwe_zaknczenie( ) cut << "Ja tu wrce.." << endl; exit(0); vid (*wf)() = set_terminate(nwe_zaknczenie); class Fuszerka class Owc vid f() cut << "Fuszerka ::f()" << endl; thrw Owc(); Fuszerka() ~Fuszerka() thrw 'c'; int main() Fuszerka b; b.f(); catch(...) cut << "zlapalem cs.." << endl; W knie terminala: Fuszerka ::f() Ja tu wrce.. 73 Kiedy w trakcie wyknywania funkcji zstanie rzucny wyjątek, mże dla pewneg zbiru zmiennych nastąpić wyjście sterwania z zasięgu, w którym zstały zadeklarwane (np. wyjście z funkcji, w której były zadeklarwane zmienne lkalne). Obsługa wyjątków w C++ gwarantuje, że przy wychdzeniu z zasięgu dla wszystkich zmiennych teg zasięgu, których knstruktry zstały wywłane d kńca, zstaną też wywłane destruktry. 74 class Trace static int cunter; int bjid; Trace() bjid = cunter++; cut << knstruktr Trace #" << bjid << endl; if(bjid == 3) thrw 3; ~Trace() cut << destruktr Trace #" << bjid << endl; int Trace::cunter = 0; int main() Trace DynamicznySts[5]; catch(int i) cut << przechwycn " << i << endl; W knie terminala: knstruktr Trace #0 knstruktr Trace #1 knstruktr Trace #2 knstruktr Trace #3 destruktr Trace #2 destruktr Trace #1 destruktr Trace #0 przechwycn 3 75 Pdstawwe pytanie, które pjawia się przy kazji używania wyjątków: jaka jest pprawna klejnść zwalniania zajętych zasbów? a dkładniej klejnść w sytuacji, kiedy wyjątek zstał rzucny w knstruktrze, już p zaalkwaniu przez nieg pewnych zasbów, zwłaszcza jeżeli są ne kntrlwane wyłącznie przez zmienne wskaźnikwe. RAII (Resurce Acquisitin Is Initializatin) Technika prgramwania, która pzwala na lepszą kntrlę alkwania zasbów w sytuacji ewentualneg wystąpienia wyjątku, który mógłby przerwać alkację i dprwadzić d niezwlnienia tej części zasbów, która już zstała zaalkwana Jest t jeden z tzw. wzrców prjektwych, tj. uniwersalnych, sprawdznych rzwiązań prgramistycznych

6 RAII (Resurce Acquisitin Is Initializatin) 1. plega na przypisaniu czynnści alkwania zasbów d czynnści twrzenia zmiennej lkalnej, tj. działaniu knstruktra dla teg typu zmiennej lkalnej. RAII (Resurce Acquisitin Is Initializatin) Każdą czynnść alkwania zasbów należy zamknąć w czynnści twrzenia lkalneg biektu pewneg typu (tj.w knstruktrze teg typu), natmiast każdą czynnść zwalniania w destruktrze teg typu. 2. piera się na właściwści C++ gwarantującej, że przy wychdzeniu z kreślneg zasięgu kdu z pwdu rzucenia wyjątku, dla wszystkich zmiennych teg zasięgu, których knstruktry zstały wywłane d kńca, zstaną też wywłane destruktry. Jeżeli będziemy mieli d zaalkwania kilka zasbów, t alkując utwrzymy kilka zmiennych lkalnych, z których pmcą będziemy dwływać się d tych zasbów. Jeżeli twrzenie jednej z tych zmiennych nie pwiedzie się, te które już zstały utwrzne autmatycznie zstaną usunięte w pprawny spsób, tj. z uwzględnieniem wyknania ich destruktra Jeżeli nie stsujemy RAII, musimy w trakcie działania prgramu trszczyć się wszystkie zasby, które ten prgram w trakcie sweg działania klejn alkwał, np. krzystał z pliku: FILE* f = fpen("name", "r"); //... if (warunek_spelniny) fclse(f); return cs_tam; //... fclse(f); return cs_tam_cs_tam; 80 Zastswanie RAII class FILE_handle FILE* f; FILE_handle(cnst FILE_handle&); vid peratr=(cnst FILE_handle&); explicit FILE_handle(FILE* file) : f(file) ~FILE_handle() if (f) fclse(f); peratr FILE*() return f; int main() FILE_handle fih(fpen("test.txt", "w")); fprintf(fih,"dane testwe\n"); return 0; /* W kdzie pwyżej nie ma specjalnych linijek kdu dpwiedzialnych za zwalnianie zaalkwanych zasbów (!) */ 81 Zastswanie RAII przy alkacji i dealkacji pamięci class mem char * pdata; mem(unsigned int size=0); ~mem() delete [] pdata; vid allc(unsigned int size); char* getbuffer() cnst return pdata; mem::mem(unsigned int size) if (size) pdata = new char[size]; else pdata=0; vid mem::allc(unsigned int size) if (pdata) return; pdata = new char[size]; Standardwe typy wyjątków W biblitece standardwej <stdexcept> zdefiniwane są klasy reprezentujące różne typy wyjątków. Szybciej i łatwiej jest skrzystać z gtwej klasy, a jeżeli nie d kńca spełnia czekiwania użyć jej jak bazwej: exceptin bazwa dla wszystkich wyjątków wyrzucanych z bibliteki standardwej C++ lgic_errr zgłasza błędy w warstwie lgicznej prgramu, które prawdpdbnie mgą być wykryte przez uważne przejrzenie kdu runtime_errr zgłasza błędy wyknania, które mgą być wykryte właściwie tylk pdczas działania prgramu int main() mem bufr(100); strcpy(bufr.getbuffer(), "Taki sbie napis"); cut << bufr.getbuffer()<< endl; return 0;

7 exceptin class exceptin exceptin(); exceptin(cnst char * cnst &message); // [*] exceptin(cnst char * cnst &message, int); // [*] exceptin(cnst exceptin &right); exceptin& peratr=(cnst exceptin &right); virtual ~exceptin(); virtual cnst char *what() cnst; [*] Rzszerzenia Standard C++ Library ddane przez Micrsft lgic_errr class lgic_errr : public exceptin explicit lgic_errr(cnst string& message); virtual cnst char *what(); Przykład: try thrw lgic_errr( "Blad lgiczny - walidacja kdu" ); catch ( exceptin &e ) cerr << "Zlapalem: " << e.what( ) << endl; cerr << "Typ: " << typeid( e ).name( ) << endl; runtime_errr class runtime_errr : public exceptin explicit runtime_errr(cnst string& message); virtual cnst char *what(); Przykład: try lcale lc( "test" ); // dane lkalne dla kraju test catch ( exceptin &e ) cerr << "Zlapalem: " << e.what( ) << endl; cerr << "Typ: " << typeid( e ).name( ) << endl; Standardwe typy wyjątków Pzstałe typy zdefiniwane w biblitece standardwej <stdexcept> invalid_argument zgłasza błędy pwstałe w wyniku niezaakceptwania wartści argumentu dmain_errr zgłasza błędy związane z wykrczeniem wartści na wejściu pza dzwlną dziedzinę (zakres) length_errr zgłasza błędy związane z wykrczeniem pza dzwlny zakres załżny w implementacji daneg biektu ut_f_range zgłasza błędy związane z próbą dstępu d elementów zasbu pza ich dzwlnym zakresem range_errr zgłasza błędy związane z wykrczeniem wartści pza zakres definiwany przez typ danej, mającej przechwywać wą wartść. verflw_errr zgłasza błędy typu arithmetic verflw underflw_errr zgłasza błędy typu arithmetic underflw