第8章 异常,模板

1第8章 异常(exception),

模板(template)

2主要内容异常模板函数模板类模板命名空间31.

异常(exception)4C++中错误被称为异常或例外（Exception）。异常是运行时产生的错误，是由大量的例外情况产生的，例如内存用尽，不能打开文件，使用不合适的值初始化对象…51.1 异常的引入C语言处理错误时，通常返回一个特殊的值，用此值来表示函数产生了一个错误。例如：

if(somefunc()==ERROR_RETURN_VALUE) //handletheerrororcallerror-handlerfunction else //proceednormally if(anotherfunc()==NULL) //handletheerrororcallerror-handlerfunction else //proceednormally if(thirdfunc()==0) //handletheerrororcallerror-handlerfunction else //proceednormally

6这种处理的问题是：每调用一次函数，程序就必须检查一遍返回值，代码量增多。当在程序中使用类库时，这个问题变得更加复杂。使得错误检测更加不容易。71.2 异常的语法C++使用try、throw和catch语句实现异常处理。当预测到某段程序将可能出现问题时，则将该段程序放在try语句之后，使该段程序得以有机会抛出异常。8在程序的某个函数中发现异常时使用throw表达式抛出这个异常，这个异常被抛给该函数的调用者。调用者用catch捕捉该异常并进行相应的处理。9C++库中的一些库函数已经设计了异常抛出。也就是系统会自动throw一些定义好的异常，以便C++程序里可以catch它们，并进行处理。例：badalloc.cpp10程序里自定义异常，并进行处理方法：#include<iostream.h>classBall{ intradius;public: Ball(intrad);voidprint()const{cout<<radius<<endl;}};11Ball::Ball(intrad){radius=rad;if(radius==0)throwrad;//如果有错误，使用 throw抛出一个标识

}12

intmain(){try//把可能出现异常的程序放在try复合语句中

{Ballmyball(1);Ballyourball(0);//exception}catch(int){//对应异常标识，给出相应处理方法

cout<<"exception:invalidradius,radiusmustbegreatthan0"<<endl;}return0;}13C++语言提供对处理异常情况的内部支持。

try{//try关键字引导的try块

……//可能引发错误的程序段

……throwlabel1//异常标识

……throwlabel2//异常标识}//结束try块14

catch(异常类型声明1)//catch块与label的类型匹配

{

……//处理响应异常

}

catch(异常类型声明2)//catch块与label的类型匹配{

……//处理响应异常}15抛掷异常与异常处理程序之间，是按数据类型的严格匹配来捕获的。下面是几个throw和catch对应的例子：“throw1;”和“throwi;”被catch(inti)

捕获“throwdnum”被catch(doublednum)

捕获“throw＂abc＂;”被catch(char*ptr)

捕获“throwstring(＂abc＂);”被catch(stringstr)

捕获“throwpoint(1.2,5.8);”被catch(pointa)

捕获16演示异常的例子。#include<iostream>usingnamespacestd;doubleDiv(doublex,doubley);voidmain(){boolflag=true; try { cout<<Div(15.5,5.5)<<endl; 17cout<<Div(8.25,8.25)<<endl;cout<<Div(70,3.3)<<endl;}//endoftry catch(double) { cout<<"exceptofdevidingzero.\n"; flag=false; } if(flag==false)cout<<"Thereisanymistake."<<endl; elsecout<<"Thatisok.\n"; cout<<"Exit..."<<endl;}18doubleDiv(doublex,doubley){ doubletemp; temp=x,x=x+y,y=temp-y;if(y==0) throwy; returnx/y;}19程序在处理异常之后，继续执行catch后面的if语句，直到结束。输出结果如下：1.2963exceptofdevidingzero.Thereisanymistake.Exit...202.函数模板(FunctionTemplate)21模板的作用：一个函数或者类去处理不同的数据类型。使用模板可以使用户为类或者函数声明一种通用模式，使得类中的某些数据成员或者成员函数的参数、返回值取得任意类型。模板概述222.1函数模板的引入假如编写一个函数，返回数的绝对值。对于int数据类型，此函数可写为：

intabs(intn){ return(n<0)?–n:n; }对于long数据类型，此函数可写为：

longabs(longn){ return(n<0)?–n:n; }对于float数据类型,此函数可写为：

floatabs(floatn){ return(n<0)?–n:n; }23上面每个函数中，函数体都是一样，只是参数类型和返回值类型不一样。如果只把这个函数写一遍，而让其处理不同的数据类型，这正是函数模板所实现的。24函数模板就是一系列相似函数的模型。这些函数的代码形式相同，只是所针对的参数和返回值的数据类型不同。25template<classT>Tfunc(Targ){…}一个函数模板intfunc(intarg){…}charfunc(chararg){…}floatfunc(floatarg){…}i1=func(i2);c1=func(c2);f1=func(f2);参数类型决定函数实例化262.2 函数模板的定义欲定义一函数为template函数，其格式如下：

template<classType>

//template定义部分Typefuncname(Type,Type…){}

//真正函数定义部分

关键字数据类型函数的参数行27见例：tempabs.cpp在程序中定义了可以处理多种数据类型的函数abs(): template<classT> Tabs(Tn) { return(n<0)?–n:n; }28函数模板定义的创新之处在于：函数所使用的参数，返回值用一个通用名字如Type(anyType,T…)替代了int，long,float

等特定的类型。29程序tempabs.cpp中，

cout<<“\nabs(”<<int<<“)=”<<abs(int1);当调用到函数abs(int1)时，编译器才知道所用类型是int,因而用int代替abs模板中的所有T,这就是函数模板的实例化。

30函数模板并不是真正的函数，只是一种产生多种函数的模式或者框架，并不使程序代码占用内存。312.3 多参数函数模板见例：tempfind.cpp此函数模板有三个参数，两个是模板参数，一个是基本类型。此函数模板的作用是从数组中寻找特定的值，如果找到这个值，就返回所在位置，如果没有找到，则返回-1。参数分别为指向数组的指针，要找的特定值和数组大小。32332.4 多种类型模板参数在模板函数中可以使用多种类型模板参数。其函数定义的格式如下：

template<classType1,classType2> Type1fun(Type1a,Type2b){…}Type1,Type2为不同数据类型，返回值可以为Type1,Type2或其他基本类型。34注意：在定义类型参数时，每一类型参数都必须跟着一个关键字class,以下的格式是错误的：

Template<classType1,Type2>

//error!!而对于函数参数表中，每一个已定义的类型参数都必须至少被使用一次。以下的格式是错误的：

template<classT1,classT2,classT3> T3fun(T1a,T1b,T2c){..}

//error!!35修改程序tempfind.cpp，定义数组大小的类型名为btype:

template<classatype,classbtype> btypefind(atype*arrary,atypevalue,btypesize) { for(btypej=0;j<size;j++) { if(arrary[j]==value) returnj; return-1; }这样就可以使用int或者long类型作为数组大小。363. 类模板37模板的概念可以扩展到类。用一种类似函数模板的机制来解决类数据成员更改的问题——类模板。3.1 类模板的引入38例如：如下的stack类仅能存储int类型

classStack{ private: intst[MAX];//arrayofints inttop;//indexnumberoftopofstack

public: Stack(); voidpush(intvar);//takesintasarg.

intpop();//returnsintvalue };39如果想在栈中存储long类，则需要重新定义类：

classLongStack{ private: longst[MAX];//arrayoflongs inttop;//indexnumberoftopofstack

public: LongStack(); voidpush(longvar);//takeslongasarg.

longpop();//returnslongvalue };40如此一来，就需要为存储的每种数据类型定义新的Stack类。如使用类模板就方便得多。类模板的格式如下：

template<classType> classStack { //dataandmemberfunctionsusingargumenttype };3.2 类模板的定义41见例：tempstack.cpp此例中，模板参数是Type,此参数出现在类定义中涉及到数组st类型的所有地方。与函数模板相同，类模板只有使用的时候才被具体化为某一种类型。42类模板和函数模板的不同之处在于：函数模板的使用是由编译器自动决定的；而类模板定义对象时其真正类型必须由程序设计者自己指明。43例如：

Stack<float>s1;

此语句创建了对象s1,为s1的数据在内存中提供了空间；用float代替类定义中所有模板参数，同时也为成员函数提供内存空间。 如果创建其他类型的堆栈，如：

Stak<long>s2;

则为数据创建了不同的内存空间。44template<classT>classAclass{//statements….};源代码中的一个类模板obj1storesfloatsobj2storeintsobj3storeintsobj4storescharsobj5storescharsAclass<float>obj1;Aclass<int>obj3;Aclass<int>obj2;Aclass<char>obj5;Aclass<char>obj4;内存中不同类的多个对象453. 命名空间46为什么需要命名空间？命名空间是C++中的一个不常用的概念。C++中采用的是单一的全局变量命名空间。在这单一的空间中，如果有两个变量或函数的名字完全相同，就会出现冲突。47stringnamestringnamenamespacemynamespaceyour48命名空间定义名字空间的定义与一个类的定义非常相似：

namespaceMyLib{ //Declarations }在namespace定义的结尾，不必要跟一个分号。49namespace与class、structure、union和enum有着明显的区别：

1)namespace只能在全局范畴定义，但它 们之间可以互相嵌套。

2)一个namespace可以在多个头文件中。

3)不能像类那样去创建一个命名空间的实例。50使用命名空间

1.域名 命名空间中的任何命名都可以用域名明确指定，就像引用一个类名一样。51//两个在不同命名空间中定义的名字相同的变量namespacemyown1{

stringuser_name="myown1";}namespacemyown2{

stringuser_name="myown2";}52intmain(){

cou