清华大学谭浩强教授的C++教程第14章.ppt

第14章 C++工具 14.1 异常处理 14.2 命名空间 14.3 使用早期的函数库 在C++发展的后期，有时C++编译系统根据实际工作的需要，增加了一些功能，作为工具来使用，其中主要有模板(包括函数模板和类模板)、异常处理、命名空间和运行时类型识别，以帮助程序设计人员更方便地进行程序的设计和调试工作。1997年ANSI C++委员会将它们纳入了ANSI C++标准，建议所有的C++编译系统都能实现这些功能。这些工具是非常有用的，C++的使用者应当尽量使用这些工具。 14.1 异常处理 14.1.1 异常处理的任务 程序编制者不仅要考虑程序没有错误的理想情况，更要考虑程序存在错误时的情况，应该能够尽快地发现错误，消除错误。 程序中常见的错误有两大类: 语法错误和运行错误。在编译时，编译系统能发现程序中的语法错误。 有的程序虽然能通过编译，也能投入运行。但是在运行过程中会出现异常，得不到正确的运行结果，甚至导致程序不正常终止，或出现死机现象。这类错误比较隐蔽，不易被发现，往往耗费许多时间和精力。这成为程序调试中的一个难点。 在设计程序时，应当事先分析程序运行时可能出现的各种意外的情况，并且分别制订出相应的处理方法，这就是程序的异常处理的任务。 在运行没有异常处理的程序时，如果运行情况出现异常，由于程序本身不能处理，程序只能终止运行。如果在程序中设置了异常处理机制，则在运行情况出现异常时，由于程序本身已规定了处理的方法，于是程序的流程就转到异常处理代码段处理。用户可以指定进行任何的处理。 需要说明，只要出现与人们期望的情况不同，都可以认为是异常，并对它进行异常处理。因此，所谓异常处理指的是对运行时出现的差错以及其他例外情况的处理。 14.1.2 异常处理的方法 在一个小的程序中，可以用比较简单的方法处理异常。但是在一个大的系统中，如果在每一个函数中都设置处理异常的程序段，会使程序过于复杂和庞大。因此，C++采取的办法是: 如果在执行一个函数过程中出现异常，可以不在本函数中立即处理，而是发出一个信息，传给它的上一级(即调用它的函数)，它的上级捕捉到这个信息后进行处理。如果上一级的函数也不能处理，就再传给其上一级，由其上一级处理。如此逐级上送，如果到最高一级还无法处理，最后只好异常终止程序的执行。 这样做使异常的发现与处理不由同一函数来完成。好处是使底层的函数专门用于解决实际任务，而不必再承担处理异常的任务，以减轻底层函数的负担，而把处理异常的任务上移到某一层去处理。这样可以提高效率。 C++处理异常的机制是由3个部分组成的，即检查(try)、抛出(throw)和捕捉(catch)。把需要检查的语句放在try块中，throw用来当出现异常时发出一个异常信息，而catch则用来捕捉异常信息，如果捕捉到了异常信息，就处理它。 例14.1 给出三角形的三边a,b,c，求三角形的面积。只有a+bc,b+ca,c+ab时才能构成三角形。设置异常处理，对不符合三角形条件的输出警告信息，不予计算。 先写出没有异常处理时的程序: #include iostream #include cmath using namespace std; int main( ) {double triangle(double,double,double); double a,b,c; cinabc; while(a0 b0 c0) {couttriangle(a,b,c)endl; cinabc; } return 0; } double triangle(double a,double b,double c) {double area; double s=(a+b+c)/2; area=sqrt(s*(s-a)*(s-b)*(s-c)); return area; } 运行情况如下: 6 5 4↙(输入a,b,c的值) 9.92157 (输出三角形的面积) 1 1.5 2↙ (输入a,b,c的值) 0.726184 (输出三角形的面积) 1 2 1↙ (输入a,b,c的值) 0 (输出三角形的面积，此结果显然不对,因为不是三角形) 1 0 6↙ (输入a,b,c的值) (结束) 修改程序，在函数traingle中对三角形条件进行检查，如果不符合三角形条件，就抛出一个异常信息，在主函数中的try-catch块中调用traingle函数，检测有无异常信息，并作相应处理。修改后的程序如下: #include iostream #include cmath using nam