Объектно-ориентированное программирование на С++. Обработка исключительных ситуаций

Министерство образования Российской Федерации РОСТОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ

Надолин К.А. «ОБЪЕКТНО-ОРИЕНТИРОВАННОЕ ПРОГРАММИРОВАНИЕ НА С++»

ОБРАБОТКА ИСКЛЮЧИТЕЛЬНЫХ СИТУАЦИЙ

Методические указания к спецкурсу для студентов механико-математического факультета специальности "Прикладная математика"

РОСТОВ-НА-ДОНУ

2003

Надолин К.А. «ОБЪЕКТНО-ОРИЕНТИРОВАННОЕ ПРОГРАММИРОВАНИЕ НА С++». Обработка исключительных ситуаций. Методические указания к спецкурсу для студентов механико-математического факультета специальности "Прикладная математика" // Ростов-на-Дону: УПЛ РГУ, 2003. 24 с.

Печатается по решению кафедры математического моделирования (протокол № 1 от 27 января 2003 г.) механико-математического факультета РГУ.

© Надолин К.А., Ростовский государственный университет, 2003.

2

СЛОЖНОСТЬ ЗАДАЧИ ОБРАБОТКИ ОШИБОЧНЫХ СИТУАЦИЙ Концепция программирования с защитой от ошибок предполагает включение в код программного модуля средств контроля его нормального выполнения. Это обеспечивает живучесть и корректную работу программ. Проверить успешность того или иного действия в модуле обычно легко, но как поступить, если возникла ошибка? Пусть, например, при выполнении функции конкатенации строк строка-результат не может полностью вместить все символы присоединяемой строки. Не составит труда запрограммировать эту проверку, но что делать? Возможны, например, следующие варианты решения: • Ситуация фатальная. Следует прервать выполнение программы. • Ничего особенного. Операция выполняется. Сигнализировать о происшествии не требуется. Строка-результат формируется в пределах уместившихся символов. • Ничего особенного. Аргументы остаются без изменения, операция не выполняется. Сигнализировать о происшествии не требуется. • Ситуация неприятная. Требуется сигнализировать о ее возникновении. Перечень возможных решений, очевидно, может быть продолжен, поскольку вопрос о том, как оценивать данную ситуацию, зависит от программируемой задачи. Главная проблема обработки исключительных ситуаций состоит в том, что разработчик библиотеки классов может легко обнаружить возникновение ошибки при выполнении программы, но ему сложно принять решение, как с ней поступить. Пользователь наоборот знает, что предпринять в случае ошибки, но не имеет возможности ее обнаружить (иначе ошибка была бы обработана в пользовательском коде, и от библиотеки ничего бы не потребовалось) [1]. В языке С++ предусмотрены специальные средства для решения этой проблемы, базирующиеся на понятии исключения. Стандарт ANSI С формулирует концепцию и описывает интерфейс языка для обнаружения и обработки исключительных ситуаций, определяя тем самым стиль надежного программирования на С++. Главная идея состоит в том, что функция, сталкивающаяся с неразрешимой проблемой, порождает (вызывает, генерирует, выбрасывает, заявляет) исключение в надежде на то, что вызвавшая ее (прямо или косвенно) функция распознает и решит эту проблему (перехватит и обработает исключение). Исключение есть способ идентификации ситуации. (Для этой цели в С++ может использоваться имя типа (встроенного или пользовательского) и, возможно, имя переменной). Функция, способная обработать определенный тип ситуаций, должна быть соответствующим образом оформлена. 3

Рассмотрим, например, как может быть определена и обработана ошибка, связанная с выходом индекса за границы массива в классе Vector: template class Vector { private: T* v; int int unsigned

lbound; ubound; max_size;

public: // . . . T& operator[]( int ) { if( i < lbound || ubound < i ) throw "Index out of range."; return v[i-lbound]; }; // . . . }; // class Vector Здесь генерируется исключение типа const char*, который соответствует постоянной строке "Index out of range". Ключевое слово throw отвечает оператору языка С++, «выбрасывающему» исключение. Функция, предполагающая контроль индексов, должна содержать программный код, использующий векторный тип в так называемом try-блоке: void f( Vector& w ) { // . . . try { do_something(w); } catch ( const char* s ) { // здесь пользователь имеет возможность // обработать исключительную ситуацию // например, так cerr