1第8章 異常(exception),

模板(template)

2主要內容異常模板函數模板類模板命名空間31.

異常(exception)4C++中錯誤被稱為異常或例外（Exception）。異常是運行時產生的錯誤，是由大量的例外情況產生的，例如內存用盡，不能打開文件，使用不合適的值初始化對象…51.1 異常的引入C語言處理錯誤時，通常返回一個特殊的值，用此值來表示函數產生了一個錯誤。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這種處理的問題是：每調用一次函數，程序就必須檢查一遍返回值，代碼量增多。當在程序中使用類庫時，這個問題變得更加復雜。使得錯誤檢測更加不容易。71.2 異常的語法C++使用try、throw和catch語句實現異常處理。當預測到某段程序將可能出現問題時，則將該段程序放在try語句之后，使該段程序得以有機會拋出異常。8在程序的某個函數中發現異常時使用throw表達式拋出這個異常，這個異常被拋給該函數的調用者。調用者用catch捕捉該異常并進行相應的處理。9C++庫中的一些庫函數已經設計了異常拋出。也就是系統會自動throw一些定義好的異常，以便C++程序里可以catch它們，并進行處理。例：badalloc.cpp10程序里自定義異常，并進行處理方法：#include<iostream.h>classBall{ intradius;public: Ball(intrad);voidprint()const{cout<<radius<<endl;}};11Ball::Ball(intrad){radius=rad;if(radius==0)throwrad;//如果有錯誤，使用 throw拋出一個標識

}12

intmain(){try//把可能出現異常的程序放在try復合語句中

{Ballmyball(1);Ballyourball(0);//exception}catch(int){//對應異常標識，給出相應處理方法

cout<<"exception:invalidradius,radiusmustbegreatthan0"<<endl;}return0;}13C++語言提供對處理異常情況的內部支持。

try{//try關鍵字引導的try塊

……//可能引發錯誤的程序段

……throwlabel1//異常標識

……throwlabel2//異常標識}//結束try塊14

catch(異常類型聲明1)//catch塊與label的類型匹配

{

……//處理響應異常

}

catch(異常類型聲明2)//catch塊與label的類型匹配{

……//處理響應異常}15拋擲異常與異常處理程序之間，是按數據類型的嚴格匹配來捕獲的。下面是幾個throw和catch對應的例子：“throw1;”和“throwi;”被catch(inti)

捕獲“throwdnum”被catch(doublednum)

捕獲“throw＂abc＂;”被catch(char*ptr)

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

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

捕獲16演示異常的例子。#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程序在處理異常之后，繼續執行catch后面的if語句，直到結束。輸出結果如下：1.2963exceptofdevidingzero.Thereisanymistake.Exit...202.函數模板(FunctionTemplate)21模板的作用：一個函數或者類去處理不同的數據類型。使用模板可以使用戶為類或者函數聲明一種通用模式，使得類中的某些數據成員或者成員函數的參數、返回值取得任意類型。模板概述222.1函數模板的引入假如編寫一個函數，返回數的絕對值。對于int數據類型，此函數可寫為：

intabs(intn){ return(n<0)?–n:n; }對于long數據類型，此函數可寫為：

longabs(longn){ return(n<0)?–n:n; }對于float數據類型,此函數可寫為：

floatabs(floatn){ return(n<0)?–n:n; }23上面每個函數中，函數體都是一樣，只是參數類型和返回值類型不一樣。如果只把這個函數寫一遍，而讓其處理不同的數據類型，這正是函數模板所實現的。24函數模板就是一系列相似函數的模型。這些函數的代碼形式相同，只是所針對的參數和返回值的數據類型不同。25template<classT>Tfunc(Targ){…}一個函數模板intfunc(intarg){…}charfunc(chararg){…}floatfunc(floatarg){…}i1=func(i2);c1=func(c2);f1=func(f2);參數類型決定函數實例化262.2 函數模板的定義欲定義一函數為template函數，其格式如下：

template<classType>

//template定義部分Typefuncname(Type,Type…){}

//真正函數定義部分

關鍵字數據類型函數的參數行27見例：tempabs.cpp在程序中定義了可以處理多種數據類型的函數abs(): template<classT> Tabs(Tn) { return(n<0)?–n:n; }28函數模板定義的創新之處在于：函數所使用的參數，返回值用一個通用名字如Type(anyType,T…)替代了int，long,float

等特定的類型。29程序tempabs.cpp中，

cout<<“\nabs(”<<int<<“)=”<<abs(int1);當調用到函數abs(int1)時，編譯器才知道所用類型是int,因而用int代替abs模板中的所有T,這就是函數模板的實例化。

30函數模板并不是真正的函數，只是一種產生多種函數的模式或者框架，并不使程序代碼占用內存。312.3 多參數函數模板見例：tempfind.cpp此函數模板有三個參數，兩個是模板參數，一個是基本類型。此函數模板的作用是從數組中尋找特定的值，如果找到這個值，就返回所在位置，如果沒有找到，則返回-1。參數分別為指向數組的指針，要找的特定值和數組大小。32332.4 多種類型模板參數在模板函數中可以使用多種類型模板參數。其函數定義的格式如下：

template<classType1,classType2> Type1fun(Type1a,Type2b){…}Type1,Type2為不同數據類型，返回值可以為Type1,Type2或其他基本類型。34注意：在定義類型參數時，每一類型參數都必須跟著一個關鍵字class,以下的格式是錯誤的：

Template<classType1,Type2>

//error!!而對于函數參數表中，每一個已定義的類型參數都必須至少被使用一次。以下的格式是錯誤的：

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

//error!!35修改程序tempfind.cpp，定義數組大小的類型名為btype:

template<classatype,classbtype> btypefind(atype*arrary,atypevalue,btypesize) { for(btypej=0;j<size;j++) { if(arrary[j]==value) returnj; return-1; }這樣就可以使用int或者long類型作為數組大小。363. 類模板37模板的概念可以擴展到類。用一種類似函數模板的機制來解決類數據成員更改的問題——類模板。3.1 類模板的引入38例如：如下的stack類僅能存儲int類型

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

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

intpop();//returnsintvalue };39如果想在棧中存儲long類，則需要重新定義類：

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

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

longpop();//returnslongvalue };40如此一來，就需要為存儲的每種數據類型定義新的Stack類。如使用類模板就方便得多。類模板的格式如下：

template<classType> classStack { //dataandmemberfunctionsusingargumenttype };3.2 類模板的定義41見例：tempstack.cpp此例中，模板參數是Type,此參數出現在類定義中涉及到數組st類型的所有地方。與函數模板相同，類模板只有使用的時候才被具體化為某一種類型。42類模板和函數模板的不同之處在于：函數模板的使用是由編譯器自動決定的；而類模板定義對象時其真正類型必須由程序設計者自己指明。43例如：

Stack<float>s1;

此語句創建了對象s1,為s1的數據在內存中提供了空間；用float代替類定義中所有模板參數，同時也為成員函數提供內存空間。 如果創建其他類型的堆棧，如：

Stak<long>s2;

則為數據創建了不同的內存空間。44template<classT>classAclass{//statements….};源代碼中的一個類模板obj1storesfloatsobj2storeintsobj3storeintsobj4storescharsobj5storescharsAclass<float>obj1;Aclass<int>obj3;Aclass<int>obj2;Aclass<char>obj5;Aclass<char>obj4;內存中不同類的多個對象453. 命名空間46為什么需要命名空間？命名空間是C++中的一個不常用的概念。C++中采用的是單一的全局變量命名空間。在這單一的空間中，如果有兩個變量或函數的名字完全相同，就會出現沖突。47stringnamestringnamenamespacemynamespaceyour48命名空間定義名字空間的定義與一個類的定義非常相似：

namespaceMyLib{ //Declarations }在namespace定義的結尾，不必要跟一個分號。49namespace與class、structure、union和enum有著明顯的區別：

1)namespace只能在全局范疇定義，但它 們之間可以互相嵌套。

2)一個namespace可以在多個頭文件中。

3)不能像類那樣去創建一個命名空間的實例。50使用命名空間

1.域名 命名空間中的任何命名都可以用域名明確指定，就像引用一個類名一樣。51//兩個在不同命名空間中定義的名字相同的變量namespacemyown1{

stringuser_name="myown1";}namespacemyown2{

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

cou