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第十一課、異常類的構建-------------狄泰軟件學院

阿新 • • 發佈：2017-05-08
end ++ pla ini images 數據 pointer oid 變量

一、自定義異常類

1、異常的類型可以是自定義的類類型

2、對於類類型的匹配依舊是之上而下的嚴格匹配

3、賦值兼容性原則在異常匹配中依然適用

所以要

（1）、匹配子類異常的catch放在上部

（2）、匹配父類異常的catch放在下部

4、異常類是數據結構所依賴的“基礎設施”（現代c++庫也必然包含充要的異常類族）

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二、一步步打造自己的異常類

1、首先是抽象類EXception的編寫，既然是抽象類，必然含有純虛函數，通常的做法都是將析構函數作為純虛函數

頭文件：接口定義

class Exception
{
protected:
    char* m_message;
    char* m_location;
    
 
void init(const char* message, const char* file, int line);

public:
    Exception(const char* message);
    Exception(const char* file, int line);
    Exception(const char* message, const char* file, int line);

    Exception(const Exception& e);
    Exception& operator = (const Exception& e);

    
 
virtual const char* message() const;
    virtual const char* location() const;

    virtual ~Exception() = 0;
};

實現文件：

void Exception::init(const char* message, const char* file, int line)
{
    m_message = strdup(message);//指向的message可能在棧空間，也可能在堆空間或者全局數據去，
                                //為了安全，這裏先復制一份到堆空間
 


    if( file != NULL)
    {
        char sl[16] = {0};
        itoa(line, sl, 10);//首先將行號轉化為字符串

        m_location = static_cast<char*>(malloc(strlen(file) + strlen(sl) + 2));
        m_location = strcat(m_location, file);
        m_location = strcat(m_location, ":");
        m_location = strcat(m_location, sl);
    }
    else
    {
        m_location = NULL;
    }
}

Exception::Exception(const char* message)
{
    init(message, NULL, 0);
}

Exception::Exception(const char* file, int line)
{
    init(NULL, file, line);
}

Exception::Exception(const char* message, const char* file, int line)
{
    init(message, file, line);
}

Exception::Exception(const Exception& e)
{
    m_message = strdup(e.m_message);
    m_location = strdup(e.m_location);
}

Exception& Exception::operator = (const Exception& e)
{
    if( this != &e )
    {
        free(m_message);
        free(m_location);
        m_message = strdup(e.m_message);
        m_location = strdup(e.m_location);
    }

    return *this;
}

const char* Exception::message() const
{
    return m_message;
}

const char* Exception::location() const
{
    return m_location;
}

Exception::~Exception()
{
        free(m_message);
        free(m_location);
}

由於構造函數的幾個重載實現方式都差不多，所以定義一個init()函數來進行初始化會方便一點。那EXception類的接口函數const char* Exception::message() const和const char* Exception::location() const為什麽要定義成const屬性的呢？原因很簡單，當有人捕捉到異常後，肯定只希望看到異常是什麽樣，而不希望改變不小心改變相應的成員變量的值，那怎麽樣才能保證對象的成員變量的值不被改變？那就是將對象用const修飾使其成為只讀對象，而const對象只能調用const的成員函數，這就是為什麽將這兩個函數聲明為const的原因。後面做測試的時候我們就將看到const對象調用const函數。

可能還會有疑問的一點是析構函數不是純虛函數嗎？純虛函數不是只聲明而不定義？這是c++的語法規定，由於子類對象在析構時也必須調用父類的析構函數，故即使父類的析構函數定義為純虛函數也應該實現它。

2、各種異常類的實現：繼承EXception後調用相應的父類函數即可

如計算異常類的構建（其他的異常類只需將相應的類名換掉即可）

//計算類異常
class ArithmeticException:public Exception
{
public:
    ArithmeticException():Exception(0) {}
    ArithmeticException(const char* message):Exception(message) {}
    ArithmeticException(const char* file, int line):Exception(file, line) {}
    ArithmeticException(const char* message, const char* file, int line):Exception(message, file, line) {}
    ArithmeticException(const ArithmeticException& e): Exception(e) {}
    ArithmeticException& operator = (const ArithmeticException& e)
    {
        Exception::operator =(e);
        return *this;
    }
};

3、至此，我們的異常類的構建已全部完成，接下來是測試階段

為了使用方便，我們可以首先定義一個宏，以後使用時使用該宏只需要填上相應的類名和拋出的信息即可

#define THROW_EXCEPTION(e,m)  (throw e(m, __FILE__, __LINE__))

測試代碼：

int main()
{
    try
    {
        THROW_EXCEPTION(IndexOutOfBoundsException, "test");
    }
    catch(const IndexOutOfBoundsException& e)
    {
        cout << "ArithmeticException" << endl;
        cout << e.message() << endl;
        cout << e.location() << endl;
    }
    catch(const Exception& e)
    {
        cout << "Exception" << endl;
        cout << e.message() << endl;
        cout << e.location() << endl;
    }
    return 0;
}

一定要註意匹配子類異常的catch放在上部，匹配父類異常的catch放在下部。

三、完整代碼

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#ifndef EXCEPTION_H
#define EXCEPTION_H

namespace DTLib
{

#define THROW_EXCEPTION(e,m)  (throw e(m, __FILE__, __LINE__))

class Exception
{
protected:
    char* m_message;
    char* m_location;
    void init(const char* message, const char* file, int line);

public:
    Exception(const char* message);
    Exception(const char* file, int line);
    Exception(const char* message, const char* file, int line);

    Exception(const Exception& e);
    Exception& operator = (const Exception& e);

    virtual const char* message() const;
    virtual const char* location() const;

    virtual ~Exception() = 0;
};

//計算類異常
class ArithmeticException:public Exception
{
public:
    ArithmeticException():Exception(0) {}
    ArithmeticException(const char* message):Exception(message) {}
    ArithmeticException(const char* file, int line):Exception(file, line) {}
    ArithmeticException(const char* message, const char* file, int line):Exception(message, file, line) {}
    ArithmeticException(const ArithmeticException& e): Exception(e) {}
    ArithmeticException& operator = (const ArithmeticException& e)
    {
        Exception::operator =(e);
        return *this;
    }
};

//空指針異常
class NullPointerException:public Exception
{
public:
    NullPointerException():Exception(0) {}
    NullPointerException(const char* message):Exception(message) {}
    NullPointerException(const char* file, int line):Exception(file, line) {}
    NullPointerException(const char* message, const char* file, int line):Exception(message, file, line) {}
    NullPointerException(const NullPointerException& e): Exception(e) {}
    NullPointerException& operator = (const NullPointerException& e)
    {
        Exception::operator =(e);
        return *this;
    }
};

//越界異常
class IndexOutOfBoundsException:public Exception
{
public:
    IndexOutOfBoundsException():Exception(0) {}
    IndexOutOfBoundsException(const char* message):Exception(message) {}
    IndexOutOfBoundsException(const char* file, int line):Exception(file, line) {}
    IndexOutOfBoundsException(const char* message, const char* file, int line):Exception(message, file, line) {}
    IndexOutOfBoundsException(const IndexOutOfBoundsException& e): Exception(e) {}
    IndexOutOfBoundsException& operator = (const IndexOutOfBoundsException& e)
    {
        Exception::operator =(e);
        return *this;
    }
};

//內存不足異常
class NoEnoughMemoryException:public Exception
{
public:
    NoEnoughMemoryException():Exception(0) {}
    NoEnoughMemoryException(const char* message):Exception(message) {}
    NoEnoughMemoryException(const char* file, int line):Exception(file, line) {}
    NoEnoughMemoryException(const char* message, const char* file, int line):Exception(message, file, line) {}
    NoEnoughMemoryException(const NoEnoughMemoryException& e): Exception(e) {}
    NoEnoughMemoryException& operator = (const NoEnoughMemoryException& e)
    {
        Exception::operator =(e);
        return *this;
    }
};

//參數錯誤異常
class InvalidParameterException:public Exception
{
public:
    InvalidParameterException():Exception(0) {}
    InvalidParameterException(const char* message):Exception(message) {}
    InvalidParameterException(const char* file, int line):Exception(file, line) {}
    InvalidParameterException(const char* message, const char* file, int line):Exception(message, file, line) {}
    InvalidParameterException(const InvalidParameterException& e): Exception(e) {}
    InvalidParameterException& operator = (const InvalidParameterException& e)
    {
        Exception::operator =(e);
        return *this;
    }
};

}

#endif // EXCEPTION_H
EXception.h 技術分享 
#include "Exception.h"
#include <cstring>
#include <cstdlib>

using namespace std;

namespace DTLib
{

void Exception::init(const char* message, const char* file, int line)
{
    m_message = strdup(message);//指向的message可能在棧空間，也可能在堆空間或者全局數據去，
                                //為了安全，這裏先復制一份到堆空間

    if( file != NULL)
    {
        char sl[16] = {0};
        itoa(line, sl, 10);//首先將行號轉化為字符串

        m_location = static_cast<char*>(malloc(strlen(file) + strlen(sl) + 2));
        m_location = strcat(m_location, file);
        m_location = strcat(m_location, ":");
        m_location = strcat(m_location, sl);
    }
    else
    {
        m_location = NULL;
    }
}

Exception::Exception(const char* message)
{
    init(message, NULL, 0);
}

Exception::Exception(const char* file, int line)
{
    init(NULL, file, line);
}

Exception::Exception(const char* message, const char* file, int line)
{
    init(message, file, line);
}

Exception::Exception(const Exception& e)
{
    m_message = strdup(e.m_message);
    m_location = strdup(e.m_location);
}

Exception& Exception::operator = (const Exception& e)
{
    if( this != &e )
    {
        free(m_message);
        free(m_location);
        m_message = strdup(e.m_message);
        m_location = strdup(e.m_location);
    }

    return *this;
}

const char* Exception::message() const
{
    return m_message;
}

const char* Exception::location() const
{
    return m_location;
}

Exception::~Exception()
{
        free(m_message);
        free(m_location);
}

}
EXception.cpp 技術分享 
#include <iostream>
#include "SmartPointer.h"
#include "Exception.h"

using namespace std;
using namespace DTLib;

int main()
{
    try
    {
        THROW_EXCEPTION(IndexOutOfBoundsException, "test");
    }
    catch(const IndexOutOfBoundsException& e)
    {
        cout << "ArithmeticException" << endl;
        cout << e.message() << endl;
        cout << e.location() << endl;
    }
    catch(const Exception& e)
    {
        cout << "Exception" << endl;
        cout << e.message() << endl;
        cout << e.location() << endl;
    }
    return 0;
}
main.cpp

四、小結

（1）、現代c++庫必然包含充要的異常類族

（2）、所有庫中的數據結構都依賴於異常機制

（3）、異常機制能夠分離庫中代碼的正常邏輯和異常邏輯

第十一課、異常類的構建-------------狄泰軟件學院

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