Опубликован: 10.10.2006 | Доступ: свободный | Студентов: 6098 / 464 | Оценка: 4.26 / 3.88 | Длительность: 31:30:00
Лекция 9:

Механизм обработки особых ситуаций

9.3 Имена особых ситуаций

Особая ситуация перехватывается благодаря своему типу. Однако, запускается ведь не тип, а объект. Если нам нужно передать некоторую информацию из точки запуска в обработчик, то для этого ее следует поместить в запускаемый объект. Например, допустим нужно знать значение индекса, выходящее за границы диапазона:

class Vector {
   // ...
public:
   class Range {
   public:
     int index;
     Range(int i) : index(i) { }
  };
  // ...
  int& operator[](int i)
  // ...
           };

           int Vector::operator[](int i)
           {
 if (o<=i && i <sz) return p[i];
 throw Range(i);
           }

Чтобы исследовать недопустимое значение индекса, в обработчике нужно дать имя объекту, представляющему особую ситуацию:

void  f(Vector& v)
{
  // ...

 try {
     do_something(v);
 }
 catch (Vector::Range r ) {
    cerr << "недопустимый индекс" << r.index << '\n';
    // ...
 }
 // ...
           }

Конструкция в скобках после служебного слова catch является по сути описанием и она аналогична описанию формального параметра функции. В ней указывается каким может быть тип параметра (т.е. особой ситуации) и может задаваться имя для фактической, т.е. запущенной, особой ситуации. Вспомним, что в шаблонах типов у нас был выбор для именования особых ситуаций. В каждом созданном по шаблону классе был свой класс особой ситуации:

template<class T> class Allocator {
   // ...
   class Exhausted { }
   // ...
   T* get();
           };

           void f(Allocator<int>& ai, Allocator<double>& ad)
           {
  try {
      // ...
  }
  catch (Allocator<int>::Exhausted) {
     // ...
  }
  catch (Allocator<double>::Exhausted) {
    // ...
  }
}

С другой стороны, особая ситуация может быть общей для всех созданных по шаблону классов:

class Allocator_Exhausted { };

template<class T> class Allocator {
   // ...
   T* get();
};

void f(Allocator<int>& ai, Allocator<double>& ad)
{
  try {
     // ...
  }
  catch (Allocator_Exhausted) {
     // ...
  }
}

Какой способ задания особой ситуации предпочтительней, сказать трудно. Выбор зависит от назначения рассматриваемого шаблона.

9.3.1 Группирование особых ситуаций

Особые ситуации естественным образом разбиваются на семейства. Действительно, логично представлять семейство Matherr, в которое входят Overflow (переполнение), Underflow (потеря значимости) и некоторые другие особые ситуации. Семейство Matherr образуют особые ситуации, которые могут запускать математические функции стандартной библиотеки.

Один из способов задания такого семейства сводится к определению Matherr как типа, возможные значения которого включают Overflow и все остальные:

enum { Overflow, Underflow, Zerodivide, /* ... */ };

try {
    // ...
}
catch (Matherr m) {
    switch (m) {
    case Overflow:
         // ...
    case Underflow:
         // ...
    // ...
    }
    // ...
}

Другой способ предполагает использование наследования и виртуальных функций, чтобы не вводить переключателя по значению поля типа. Наследование помогает описать семейства особых ситуаций:

class Matherr { };
class Overflow: public Matherr { };
class Underflow: public Matherr { };
class Zerodivide: public Matherr { };
// ...

Часто бывает так, что нужно обработать особую ситуацию Matherr не зависимо от того, какая именно ситуация из этого семейства произошла. Наследование позволяет сделать это просто:

try {
   // ...
}
catch (Overflow) {
   // обработка Overflow или любой производной ситуации
}
catch (Matherr) {
    // обработка любой отличной от Overflow ситуации
}

В этом примере Overflow разбирается отдельно, а все другие особые ситуации из Matherr разбираются как один общий случай. Конечно, функция, содержащая catch (Matherr), не будет знать какую именно особую ситуацию она перехватывает. Но какой бы она ни была, при входе в обработчик передаваемая ее копия будет Matherr. Обычно это как раз то, что нужно. Если это не так, особую ситуацию можно перехватить по ссылке (см. \S 9.3.2).

Иерархическое упорядочивание особых ситуаций может играть важную роль для создания ясной структуры программы. Действительно, пусть такое упорядочивание отсутствует, и нужно обработать все особые ситуации стандартной библиотеки математических функций. Для этого придется до бесконечности перечислять все возможные особые ситуации:

try {
    // ...
}
catch (Overflow) { /* ... */ }
catch (Underflow) { /* ... */ }
catch (Zerodivide) { /* ... */ }
// ...

Это не только утомительно, но и опасно, поскольку можно забыть какую-нибудь особую ситуацию. Кроме того, необходимость перечислить в проверяемом блоке все особые ситуации практически гарантирует, что, когда семейство особых ситуаций библиотеки расширится, в программе пользователя возникнет ошибка. Это значит, что при введении новой особой ситуации в библиотеки математических функций придется перетранслировать все части программы, которые содержат обработчики всех особых ситуаций из Matherr. В общем случае такая перетрансляция неприемлема. Часто даже нет возможности найти все требующие перетрансляции части программы. Если такая возможность есть, нельзя требовать, чтобы всегда был доступен исходной текст любой части большой программы, или чтобы у нас были права изменять любую часть большой программы, исходный текст которой мы имеем. На самом деле, пользователь не должен думать о внутреннем устройстве библиотек. Все эти проблемы перетрансляции и сопровождения могут привести к тому, что после создания первой версии библиотеки будет нельзя вводить в ней новые особые ситуации. Но такое решение не подходит практически для всех библиотек.

Все эти доводы говорят за то, что особые ситуации нужно определять как иерархию классов (см. также \S 9.6.1). Это, в свою очередь, означает, что особые ситуации могут быть членами нескольких групп:

class network_file_err  // ошибки файловой системы в сети
  : public network_err, // ошибки сети
    public file_system_err { // ошибки файловой системы
    // ...
};

Особую ситуацию network_file_err можно перехватить в функциях, обрабатывающих особые ситуации сети:

void f()
{
  try {
      // какие-то операторы
  }
  catch (network_err) {
      // ...
  }
}

Ее также можно перехватить в функциях, обрабатывающих особые ситуации файловой системы:

void g()
{
   try {
       // какие-то другие операторы
   }
   catch (file_system_err) {
       // ...
   }
 }

Это важный момент, поскольку такой системный сервис как работа в сети должен быть прозрачен, а это означает, что создатель функции g() может даже и не знать, что эта функция будет выполняться в сетевом режиме.

Отметим, что в настоящее время нет стандартного множества особых ситуаций для стандартной математической библиотеки и библиотеки ввода-вывода. Задача комитетов ANSI и ISO по стандартизации С++ решить нужно ли такое множество и какие в нем следует использовать имена и классы.

Поскольку можно сразу перехватить все особые ситуации (см. \S 9.3.2), нет настоятельной необходимости создавать для этой цели общий, базовый для всех особых ситуаций, класс. Однако, если все особые ситуации являются производными от пустого класса Exception (особая ситуация), то в интерфейсах их использование становится более регулярным (см. \S 9.6). Если вы используете общий базовый класс Exception, убедитесь, что в нем ничего нет кроме виртуального деструктора. В противном случае такой класс может вступить в противоречие с предполагаемым стандартом.

Дарья Федотова
Дарья Федотова
Сергей Березовский
Сергей Березовский

В рамках проф. переподготовки по программе "Программирование"

Есть курсы, которые я уже прошел. Но войдя в курс я вижу, что они не зачтены (Язык Ассемблера и архитектура ЭВМ, Программирование на С++ для профессионалов). Это как?

Роман Островский
Роман Островский
Украина
Оксана Пагина
Оксана Пагина
Россия, Москва