Д. Стефенс - C++. Сборник рецептов

Требуется создать свой собственный класс исключения, предназначенный для выбрасывания и перехвата исключений.

Вы можете выбрасывать ( throw) или перехватывать ( catch) любые типы С++, которые удовлетворяют некоторым простым требованиям, а именно имеют конструктор копирования и деструктор. Однако исключения являются сложными объектами, поэтому при проектировании класса, который представляет исключительные ситуации, необходимо рассмотреть ряд вопросов. Пример 9.1 показывает, каким может быть простой класс исключения.

Пример 9.1. Простой класс исключения

#include

#include

using namespace std;

class Exception {

public:

Exception(const string& msg) : msg_(msg) {}

~Exception() {}

string getMessage() const {return(msg_);}

private:

string msg_;

};

void f() {

throw(Exception("Mr. Sulu"));

}

int main() {

try {

f();

} catch(Exception& e) {

cout << "You threw an exception: " << e.getMessage() << endl;

}

}

В языке C++ поддержка исключений обеспечивается при помощи трех ключевых слов: try, catchи throw. Они имеют следующий синтаксис.

try {

// Что-нибудь, что может вызвать функцию "throw", например:

throw(Exception("Uh-oh"));

} catch(Exception& e) {

// Какие-нибудь полезные действия с объектом исключения е

}

Исключение в C++ (аналогично в Java и С#) - это способ, позволяющий поместить сообщение в бутылку, выбросить ее за борт и надеяться, что кто-нибудь пытается найти ваше сообщение где-нибудь ниже по стеку вызовов. Это является альтернативой другим, более простым методам, когда, например, возвращается код ошибки или выдается сообщение об ошибке. Семантика использования исключений (например, «попытка выполнения» каких-то действий, «выбрасывание» исключения с последующим его «перехватом») отличается от других операций С++, поэтому перед описанием способа создания класса исключения я кратко отвечу на вопрос, что представляет собой исключение и что значит выбросить и перехватить его.

Когда возникает исключительная ситуация и вы полагаете, что вызывающая программа должна быть осведомлена об этом, можете «поместить ваше сообщение в бутылку» в операторе throw, как показано ниже.

throw(Exception("Something went wrong"));

В результате среда времени выполнения сконструирует объект Exception(исключение), и затем начинается раскрутка стека вызовов до тех пор, пока не найдется блок try, в который был сделан вход, но из которого еще не сделан выход. Если среда времени выполнения не найдет такой блок, т.е. достигнет функции main(или верхний уровень текущего потока вычислений), и не может дальше раскручивать стек вызовов, вызывается специальная глобальная функция terminate. Но если блок tryнайден, то просматривается каждый оператор catchдля данного блока tryи находится тот, который перехватывает тип исключения, который был только что выброшен. Подойдет оператор примерно такого вида.

catch(Exception& е) { //...

В этом месте на основе выброшенного исключения создается новый объект Exceptionс помощью конструктора копирования класса Exception. (Объект исключения в области видимости throwявляется временным и может быть удален компилятором при оптимизации.) Первоначальное исключение уничтожается, поскольку осуществлен выход из диапазона его видимости и выполняется тело оператора catch.

Если, находясь в теле оператора catch, вы хотите только что перехваченное исключение передать дальше, вы можете вызвать функцию throwбез аргументов.

throw;

Это приведет к тому, что процесс обработки исключения будет продолжен на следующие уровни стека вызовов, пока не будет найден другой подходящий обработчик. Это позволяет каждой области видимости перехватывать исключение, выполнять какие-то полезные действия и затем повторно выбрасывать исключение после завершения (или незавершения) таких действий.

Вышесказанное представляет собой ускоренный курс описания процессов выбрасывания и перехвата исключений. Теперь, когда вы обладаете этой информацией, давайте рассмотрим пример 9.1. Вы можете сконструировать исключение Exception, содержащее указатель символьной строки или строку string, и затем выбрасывать его. Но такой класс не очень полезен, так как он мало чем отличается от класса-оболочки текстового сообщения. Собственно говоря, вы могли бы получить почти такой же результат, используя в качестве объекта исключения просто строку string.

try {

throw(string("Something went wrong!"));

} catch (string& s) {

cout << "The exception was: " << s << endl;

}

Нельзя сказать, что этот подход обязательно даст хорошие результаты; моя цель продемонстрировать основное свойство исключения: им может быть любой тип C++. В качестве исключений вы можете выбрасывать тип int, char, class, structили любой другой тип C++, если действительно это потребуется. Но вам лучше использовать иерархию классов исключений, находящихся либо в стандартной библиотеке, либо ваших собственных.

Одно из самых больших преимуществ применения иерархии классов исключений состоит в том, что это позволяет выразить сущность исключительной ситуации с помощью типа самого класса исключения, а не с помощью кода ошибки, текстовой строки, уровня серьезности ошибки или чего-то подобного. Именно так стандартная библиотека определяет стандартные исключения в заголовочном файле . Базовым классом исключений в является exception, который фактически определяется в . На рис. 9.1 показана иерархия стандартных классов исключений.

Рис. 9.1. Иерархия стандартных классов исключений

Название каждого стандартного класса исключений говорит, для каких исключительных ситуаций он предназначен. Например, класс logic_error(логическая ошибка) представляет ситуации, которые должны отыскиваться при написании или рецензировании программного кода, и его подклассы представляют следующие ситуации: нарушение предусловия, применение индекса, выходящего за допустимый диапазон, использование недопустимого аргумента и т.п. Дополнением логической ошибки является ошибка времени выполнения, которая представляется классом runtime_error. Она предназначена для ситуаций, которые не всегда могут быть выявлены на этапе кодирования программы, например выход за пределы диапазона, переполнение или потеря значимости (underflow).