Обработка исключительных ситуаций

Сентябрь 3, 2022

Главная
Алгебра
Обработка исключительных ситуаций

Содержание

2. Сложность задачи обработки ошибочных ситуаций Концепция программирования с защитой от ошибок Что считать ошибкой? «Полицейский» принцип
3. Проблема обработки ошибок Главная проблема обработки исключительных ситуаций состоит в том, что разработчику библиотеки классов просто
4. Идея обработки исключений в С++ Пространственное разделение события возникновения исключения и его обработки Понятие исключения, как
5. Пример заявления исключения типа const char* class String { public: // ……………………… char& operator[ ] (
6. Использование кода прячем в try-блок void foo( String& s ) { // . . . try
7. Синтаксические элементы и правила Слова throw, try и catch являются ключевыми словами языка С++ Конструкция catch
8. Раскручивание стека вызовов Процесс генерации и последующей обработки исключений требует поиска соответствующего обработчика от точки возникновения
9. Изменение стека вызовов – I void func2( ) { int i=256; } void func1( ) {
10. Изменение стека вызовов – II void func2( ) { int i=256; } void func1( ) {
11. Изменение стека вызовов – III void func2( ) { int i=256; } void func1( ) {
12. Механизмы раскручивания программного стека Естественное, в процессе выполнения программы; Связанное с обработкой исключительных ситуаций; Путем применения
13. Обрабатываются только исключения, явно генерируемые некоторой функцией; Поддерживается окончательная модель обработки (т.е. после возникновения исключения невозможно
14. Если заявлено исключение, для которого нет обработчика в цепочке вызовов, программа будет завершена. В процессе поиска
15. Если после заявления исключения управление передано catch-блоку, то вне зависимости от результата последующих действий исключение считается
16. Обработка исключений и традиционные способы защиты «Полицейский» подход можно быть и поумнее соответствует случаю отсутствия обработчика
17. Нормальное завершение с установкой внешнего признака ошибки (errno) ошибка м.б. незамечена сколько признаков надо иметь? Вызвать
18. Что такое исключение? Исключение выступает одновременно как переменная и как тип данных (или как объект и
19. Генерирование исключений При генерации исключения (throw) функции библиотеки исполняющей системы осуществляют следующие действия Создается и запоминается
20. Распознавание исключений Управление передается ближайшему catch-обработчику, совместимому с типом выброшенного исключения При этом копия объекта-исключения передается,
21. Обработка исключений Обработчик считается найденным, а исключение обработанным, если: тип исключения соответствует типу, ожидаемому в обработчике.
22. Обработчик по умолчанию Обработчик по умолчанию вызывается для исключения любого типа и имеет вид catch( ...
23. Пример Пусть класс Vector должен обнаруживать ошибки индексации и выделения памяти class Vector { public: class
24. Пример (продолжение) Vector::Vector (int size) { if( !(v=new int[size]) ) throw Memory(); else { lbound =
25. Пример (продолжение) Пользователь класса Vector может различить два исключения, включив два обработчика: void f(void) { try{
26. Повторное заявление исключений Исключение считается обработанным сразу после входа в обработчик. Поэтому try{ do_something(); } catch(
27. Вложенные обработчики try { // . . . . . } catch( type ) { try
28. Тип и значение исключений При выходе индекса за границы можно передать ошибочное значение class Vector {
29. int& Vector::operator[ ](int i) { if( i else return v[i-lbound]; } void f( Vector& v )
30. Группировка исключений enum MathError { Overflow, Underflow, Zerodivide, /*. . . */ }; // . .
31. Иерархия исключений Объектно-ориентированный подход дает лучшее решение class MathError { }; class Overflow : public MathError
32. Далее… try { // . . . . . } catch( Overflow ) { // обработка
34. Скачать презентацию

Слайд 2

Сложность задачи обработки ошибочных ситуаций
Концепция программирования с защитой от ошибок
Что

считать ошибкой?
«Полицейский» принцип обработки ошибочных ситуаций
Возврат признака завершения
«Регистрация» ошибок (значение глобальной переменной errno в С)
Обработчики ошибочных ситуаций

Слайд 3

Проблема обработки ошибок
Главная проблема обработки исключительных ситуаций состоит в том, что

разработчику библиотеки классов просто обнаружить возникновение ошибки при выполнении программы, но сложно принять решение, как с ней поступить.
пользователь 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)

Слайд 4

Идея обработки исключений в С++
Пространственное разделение события возникновения исключения и его

обработки
Понятие исключения, как объекта и обработчика исключения, как функционального блока, принимающего аргумент
Механизм поиска обработчика путем разматывания стека
Предопределенная обработка исключений

Слайд 5

Пример заявления исключения типа const char*
class String {
public:
// ………………………
char& operator[ ] (

int ){
if( i < 0 || length() < i )
throw "Index out of range.";
return text[i];
};
// ………………………
};

Слайд 6

Использование кода прячем в try-блок
void foo( String& s ) {
// .

. .
try {
do_something ( s );
}
catch ( const char* s ) {
// здесь пользователь имеет возможность
// обработать исключительную ситуацию
// например, так
cerr << “Произошла ошибка: ” << s << “\n”;
exit(1);
}
// Здесь продолжается выполнение при нормальном
// завершении функции do_something()
}

Слайд 7

Синтаксические элементы и правила
Слова throw, try и catch являются ключевыми словами языка

С++
Конструкция catch ( . . . . . ) { . . . . . }
называется обработчиком исключения и должна размещаться сразу за try-блоком, либо за другим обработчиком.
В круглых скобках содержится имя типа и, возможно, имя аргумента
Аргумент может использоваться подобно аргументу функции и передавать обработчику дополнительную информацию, связанную с исключением – значение исключения.

Слайд 8

Раскручивание стека вызовов
Процесс генерации и последующей обработки исключений требует поиска соответствующего

обработчика от точки возникновения исключения через последовательность стековых фреймов вызовов функций до фрейма функции, имеющей искомый обработчик. Говорят, что происходит раскручивание стека вызовов.

Слайд 9

Изменение стека вызовов – I
void func2( ) {
int i=256;
}
void func1(

) {
int k=128;
func2();
}
void main( void ){
int j=64;
func1();
}

младшие адреса памяти
старшие адреса памяти

стек

Код
Статические данные
Куча

вершина стека

j=64

Слайд 10

Изменение стека вызовов – II
void func2( ) {
int i=256;
}
void func1(

) {
int k=128;
func2();
}
void main( void ){
int j=64;
func1();
}

младшие адреса памяти
старшие адреса памяти

стек

Код
Статические данные
Куча

вершина стека

j=64

адрес возврата в main()

k=128

фрейм для func1()

Слайд 11

Изменение стека вызовов – III
void func2( ) {
int i=256;
}
void func1( )

{
int k=128;
func2();
}
void main( void ){
int j=64;
func1();
}

младшие адреса памяти
старшие адреса памяти

стек

Код
Статические данные
Куча

вершина стека

j=64

адрес возврата в main()

k=128

фрейм для func1()

адрес возврата в func1()

фрейм для func2()

i=256

Слайд 12

Механизмы раскручивания программного стека
Естественное, в процессе выполнения программы;
Связанное с обработкой исключительных

ситуаций;
Путем применения функции longjmp();
Путем прямой модификации регистра указателя стека CPU

Слайд 13

Обрабатываются только исключения, явно генерируемые некоторой функцией;
Поддерживается окончательная модель обработки (т.е.

после возникновения исключения невозможно продолжение выполнения программы от точки исключения);
Обработка исключения возможна только в функции, вызванной до его появления и еще не завершившейся. После выбрасывания исключения управление должно быть передано некоторому программному блоку, принадлежащему функции, еще находящейся в стеке вызовов, путем его разматывания;

Особенности обработки исключений в языке С++

Слайд 14

Если заявлено исключение, для которого нет обработчика в цепочке вызовов, программа

будет завершена. В процессе поиска обработчика программный стек будет раскручен до конца;
Если обработчик «поймал» исключение, то обработка этого же исключения другими обработчиками, которые могут для него существовать, невозможна. (Другими словами, действует первый подходящий обработчик, встретившийся в процессе разматывания стека);

Слайд 15

Если после заявления исключения управление передано catch-блоку, то вне зависимости от

результата последующих действий исключение считается обработанным;
Обработчик, как и обычная функция, может заявить исключение. Более того, в нем может использоваться оператор throw без параметра, что означает повторное генерирование исключения, обрабатываемого в данный момент;

Слайд 16

Обработка исключений и традиционные способы защиты
«Полицейский» подход
можно быть и поумнее
соответствует

случаю отсутствия обработчика
Возврат значения-сигнала ошибки
не всегда возможно (например, любой символ для операции индексации строки допустим)
проверка утомительна, удлиняет и загромождает код

Слайд 17

Нормальное завершение с установкой внешнего признака ошибки (errno)
ошибка м.б. незамечена
сколько признаков

надо иметь?
Вызвать функцию-обработчик в случае ошибки (error handler function)
близок к механизму обработки исключений
нет единого стандарта
проблема программирования функций-обработчиков «по умолчанию»

Слайд 18

Что такое исключение?
Исключение выступает одновременно как переменная и как тип

данных (или как объект и как класс)
Оператор throw выбрасывает объект, а catch-обработчик ловит класс (или throw выбрасывает переменную, а catch ловит ее тип)

Слайд 19

Генерирование исключений
При генерации исключения (throw) функции библиотеки исполняющей системы осуществляют

следующие действия
Создается и запоминается копия объекта (переменной). Т.е. если в точке генерации исключения оказывается недоступен копирующий конструктор (например, он не является public, а исключение заявляет не функция-друг), то возникает сообщение об ошибке.
Разматывается стек, с вызовом деструкторов локальных объектов, выходящих из области видимости

Слайд 20

Распознавание исключений
Управление передается ближайшему catch-обработчику, совместимому с типом выброшенного исключения
При

этом копия объекта-исключения передается, если это предусмотрено, обработчику в качестве параметра.

Слайд 21

Обработка исключений
Обработчик считается найденным, а исключение обработанным, если:
тип исключения

соответствует типу, ожидаемому в обработчике. Переменной (объекту) типа T соответствует обработчик, перехватывающий T, const T, T&, const T&
тип обработчика является публичным базовым классом для заявленного исключения
обработчик ожидает указатель, и исключение является указателем, который может быть преобразован к типу обработчика по стандартным правилам преобразования указателей
встретился обработчик по умолчанию

Слайд 22

Обработчик по умолчанию
Обработчик по умолчанию вызывается для исключения любого типа и

имеет вид
catch( ... ) {
// тело обработчика
}
Обработчик по умолчанию должен располагаться последним среди обработчиков данного try-блока.

Слайд 23

Пример
Пусть класс Vector должен обнаруживать ошибки индексации и выделения памяти

class

Vector {
public:
class Range{};
class Memory{};
// . . . . .
Vector(int);
int& operator[ ](int);
// . . . . .
private:
int lbound, ubound;
int *v;
};

Слайд 24

Пример (продолжение)
Vector::Vector (int size) {
if( !(v=new int[size]) ) throw Memory();
else {

lbound = 0; ubound = size – 1; }
}
int& Vector::operator[](int i) {
if( i < lbound || ubound < i ) throw Range();
else return v[i – lbound];
}

Слайд 25

Пример (продолжение)
Пользователь класса Vector может различить два исключения, включив два обработчика:

void f(void) {
try{
use_vectors();
}
catch( Vector::Range ){
// тело обработчика ошибки индексации
}
catch( Vector::Memory ){
// тело обработчика ошибки выделения памяти
}
}

Слайд 26

Повторное заявление исключений
Исключение считается обработанным сразу после входа в обработчик. Поэтому
try{
do_something();
}
catch(

ExeptionType ){
// . . . . .
throw ExeptionType();
}
не вызовет бесконечного цикла.

Слайд 27

Вложенные обработчики
try {
// . . . . .
}
catch( type )

{
try {
// код, в котором возможно
// возникновение ситуации типа type
}
catch( type ) {
// . . . . .
}
}

не вызовет бесконечного цикла

Слайд 28

Тип и значение исключений
При выходе индекса за границы можно передать ошибочное

значение

class Vector {
public:
class Range{
public:
int index;
Range( int i ) : index( i ) { };
};
// . . . . .
int& operator[ ](int);
// . . . . .
private:
int lbound, ubound;
int *v;
};

Слайд 29

int& Vector::operator[ ](int i) {
if( i < lbound || ubound <

i ) throw Range(i);
else return v[i-lbound];
}
void f( Vector& v ) {
// . . . . .
try{
use_vectors(v);
}
catch( Vector::Range r ){
cerr << “Bad index: “ << r.index << ‘\n’;
// . . . . .
}
// . . . . .
};

Слайд 30

Группировка исключений
enum MathError { Overflow, Underflow, Zerodivide, /*. . .

*/ }; // . . . . .
try {
// . . . . .
MathError m;
throw m;
}
catch( MathError m ) {
switch (m) {
case Overflow : /* . . . . . */ break;
case Underflow : /* . . . . . */ break;
case Zerodivide : /* . . . . . */ break;
default : /* . . . . . */;
}
}

Слайд 31

Иерархия исключений
Объектно-ориентированный подход дает лучшее решение
class MathError { };
class Overflow :

public MathError { };
class Underflow : public MathError { };
class Zerodivide : public MathError { };
// . . . . .

Слайд 32

Далее…
try {
// . . . . .
}
catch( Overflow ) {
//

обработка Overflow и его потомков
}
catch( MathError ) {
// обработка любого MathError,
// кроме Overflow и его потомков
}

Обработка исключительных ситуаций

Содержание

Сложность задачи обработки ошибочных ситуацийКонцепция программирования с защитой от ошибок Что

Проблема обработки ошибокГлавная проблема обработки исключительных ситуаций состоит в том, что

Идея обработки исключений в С++Пространственное разделение события возникновения исключения и его

Пример заявления исключения типа const char*class String { public: // ……………………… char& operator[ ] (

Использование кода прячем в try-блокvoid foo( String& s ) { // .

Синтаксические элементы и правилаСлова throw, try и catch являются ключевыми словами языка

Раскручивание стека вызововПроцесс генерации и последующей обработки исключений требует поиска соответствующего

Изменение стека вызовов – I void func2( ) { int i=256;}void func1(

Изменение стека вызовов – II void func2( ) { int i=256;}void func1(

Изменение стека вызовов – IIIvoid func2( ) { int i=256;}void func1( )

Механизмы раскручивания программного стекаЕстественное, в процессе выполнения программы;Связанное с обработкой исключительных

Обрабатываются только исключения, явно генерируемые некоторой функцией;Поддерживается окончательная модель обработки (т.е.

Если заявлено исключение, для которого нет обработчика в цепочке вызовов, программа

Если после заявления исключения управление передано catch-блоку, то вне зависимости от

Обработка исключений и традиционные способы защиты«Полицейский» подходможно быть и поумнее соответствует

Нормальное завершение с установкой внешнего признака ошибки (errno)ошибка м.б. незамеченасколько признаков

Что такое исключение? Исключение выступает одновременно как переменная и как тип

Генерирование исключений При генерации исключения (throw) функции библиотеки исполняющей системы осуществляют

Распознавание исключений Управление передается ближайшему catch-обработчику, совместимому с типом выброшенного исключенияПри

Обработка исключений Обработчик считается найденным, а исключение обработанным, если: тип исключения

Обработчик по умолчаниюОбработчик по умолчанию вызывается для исключения любого типа и

ПримерПусть класс Vector должен обнаруживать ошибки индексации и выделения памяти class

Пример (продолжение)Vector::Vector (int size) { if( !(v=new int[size]) ) throw Memory(); else {

Пример (продолжение)Пользователь класса Vector может различить два исключения, включив два обработчика:

Повторное заявление исключенийИсключение считается обработанным сразу после входа в обработчик. Поэтомуtry{ do_something();}catch(

Вложенные обработчикиtry { // . . . . . }catch( type )

Тип и значение исключенийПри выходе индекса за границы можно передать ошибочное

int& Vector::operator[ ](int i) { if( i < lbound || ubound <

Группировка исключений enum MathError { Overflow, Underflow, Zerodivide, /*. . .

Иерархия исключенийОбъектно-ориентированный подход дает лучшее решениеclass MathError { };class Overflow :

Далее…try { // . . . . . }catch( Overflow ) { //

Похожие презентации

Сложность задачи обработки ошибочных ситуаций
Концепция программирования с защитой от ошибок
Что

Проблема обработки ошибок
Главная проблема обработки исключительных ситуаций состоит в том, что

Идея обработки исключений в С++
Пространственное разделение события возникновения исключения и его

Пример заявления исключения типа const char*
class String {
public:
// ………………………
char& operator[ ] (

Использование кода прячем в try-блок
void foo( String& s ) {
// .

Синтаксические элементы и правила
Слова throw, try и catch являются ключевыми словами языка

Раскручивание стека вызовов
Процесс генерации и последующей обработки исключений требует поиска соответствующего

Изменение стека вызовов – I
void func2( ) {
int i=256;
}
void func1(

Изменение стека вызовов – II
void func2( ) {
int i=256;
}
void func1(

Изменение стека вызовов – III
void func2( ) {
int i=256;
}
void func1( )

Механизмы раскручивания программного стека
Естественное, в процессе выполнения программы;
Связанное с обработкой исключительных

Обрабатываются только исключения, явно генерируемые некоторой функцией;
Поддерживается окончательная модель обработки (т.е.

Обработка исключений и традиционные способы защиты
«Полицейский» подход
можно быть и поумнее
соответствует

Нормальное завершение с установкой внешнего признака ошибки (errno)
ошибка м.б. незамечена
сколько признаков

Что такое исключение?
Исключение выступает одновременно как переменная и как тип

Генерирование исключений
При генерации исключения (throw) функции библиотеки исполняющей системы осуществляют

Распознавание исключений
Управление передается ближайшему catch-обработчику, совместимому с типом выброшенного исключения
При

Обработка исключений
Обработчик считается найденным, а исключение обработанным, если:
тип исключения

Обработчик по умолчанию
Обработчик по умолчанию вызывается для исключения любого типа и

Пример
Пусть класс Vector должен обнаруживать ошибки индексации и выделения памяти

class

Пример (продолжение)
Vector::Vector (int size) {
if( !(v=new int[size]) ) throw Memory();
else {

Пример (продолжение)
Пользователь класса Vector может различить два исключения, включив два обработчика:

Повторное заявление исключений
Исключение считается обработанным сразу после входа в обработчик. Поэтому
try{
do_something();
}
catch(

Вложенные обработчики
try {
// . . . . .
}
catch( type )

Тип и значение исключений
При выходе индекса за границы можно передать ошибочное

int& Vector::operator[ ](int i) {
if( i < lbound || ubound <

Группировка исключений
enum MathError { Overflow, Underflow, Zerodivide, /*. . .

Иерархия исключений
Объектно-ориентированный подход дает лучшее решение
class MathError { };
class Overflow :

Далее…
try {
// . . . . .
}
catch( Overflow ) {
//