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Visual C++提供了對(duì)C語(yǔ)言、C++語(yǔ)言及MFC的支持，因而其涉及到的異常（exception）處理也包含了這三種類型，即C語(yǔ)言、C++語(yǔ)言和MFC的異常處理。除此之外，微軟對(duì)C和C++的異常處理進(jìn)行了擴(kuò)展，提出了結(jié)構(gòu)化異常處理（SEH）的概念，它支持C和C++（與之相比，MFC異常處理僅支持 C++）。

　　一個(gè)典型的異常處理包含如下幾個(gè)步驟：

　?。?）程序執(zhí)行時(shí)發(fā)生錯(cuò)誤；

　　（2）以一個(gè) 異常對(duì)象（最簡(jiǎn)單的是一個(gè)整數(shù)）記錄錯(cuò)誤的原因及相關(guān)信息；

　　（3）程序檢測(cè)到這個(gè)錯(cuò)誤（讀取異常對(duì)象）；

　?。?）程序決定如何處理錯(cuò)誤；

　?。?）進(jìn)行錯(cuò)誤處理，并在此后恢復(fù)/終止程序的執(zhí)行。

　　C、C++、MFC及SEH在這幾個(gè)步驟中表現(xiàn)出了不同的特點(diǎn)。本文將對(duì)這四種異常處理進(jìn)行介紹，并對(duì)它們進(jìn)行對(duì)比分析。本文例程的調(diào)試平臺(tái)為Visual C++6.0，操作系統(tǒng)為Windows XP，所有程序均調(diào)試通過(guò)。

在進(jìn)入正式的講解之前，先說(shuō) 幾句廢話。許多的編程新手對(duì)異常處理視而不見(jiàn)，程序里很少考慮異常情況。一部分人甚至根本就不考慮，以為程序總是能以正確的途徑運(yùn)行。譬如我們有的程序設(shè) 計(jì)者調(diào)用fopen打開(kāi)一個(gè)文件后，立馬就開(kāi)始進(jìn)行讀寫操作，根本就不考慮文件是否正常打開(kāi)了。這種習(xí)慣一定要改掉，縱使你再不愿意！這是軟件健壯性的需要！異常處理不是浪費(fèi)時(shí)間！

　　1.C語(yǔ)言異常處理

　　1.1 異常終止

　　標(biāo)準(zhǔn)C庫(kù)提供了abort()和exit()兩個(gè)函數(shù)，它們可以強(qiáng)行終止程序的運(yùn)行，其聲明處于<stdlib.h>頭文件中。這兩個(gè)函數(shù)本身不能檢測(cè) 異常，但在C程序發(fā)生異常后經(jīng)常使用這兩個(gè)函數(shù)進(jìn)行程序終止。下面的這個(gè)例子描述了exit()的行為：

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
int main(void)
{
　exit(EXIT_SUCCESS);
　printf("程序不會(huì)執(zhí)行到這里\n");
return 0;
}

　　在這個(gè)例子中，main函數(shù)一開(kāi)始就執(zhí)行了exit函數(shù) （此函數(shù)原型為void exit(int)），因此，程序不會(huì)輸出"程序不會(huì)執(zhí)行到這里"。程序中的exit(EXIT_SUCCESS)表示程序正常結(jié)束，與之對(duì)應(yīng)的 exit(EXIT_FAILURE)表示程序執(zhí)行錯(cuò)誤，只能強(qiáng)行終止。EXIT_SUCCESS、EXIT_FAILURE分別定義為0和1。

對(duì)于exit函數(shù)，我們可以利用atexit函數(shù)為exit事件"掛接"另外的函數(shù)，這種"掛接"有點(diǎn)類似Windows編程中的"鉤子" （Hook）。譬如：

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
static void atExitFunc(void)
{
　printf("atexit掛接的函數(shù)\n");
}
int main(void)
{
　atexit(atExitFunc);
　exit(EXIT_SUCCESS);
printf("程序不會(huì)執(zhí)行到這里\n");
　return 0;
}

程序輸出"atexit掛接的函數(shù)"后即終止。來(lái)看下面的程序，我們不調(diào)用exit函數(shù)，看看atexit掛接的函數(shù)會(huì)否執(zhí)行：

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
static void atExitFunc(void)
{
　printf("atexit掛接的函數(shù)\n");
}
int main(void)
{
　atexit(atExitFunc);
　//exit(EXIT_SUCCESS);
printf("不調(diào)用exit函數(shù)\n");
　return 0;
}

程序輸出：

　　不調(diào)用exit函數(shù)

　　atexit掛接的函數(shù)

　　這說(shuō)明，即便是我們不調(diào)用exit 函數(shù)，當(dāng)程序本身退出時(shí)，atexit掛接的函數(shù)仍然會(huì)被執(zhí)行。

　　atexit可以被多次執(zhí)行，并掛接多個(gè)函數(shù)，這些函數(shù)的執(zhí)行順序?yàn)? 后掛接的先執(zhí)行，例如：

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>

static void atExitFunc1(void)
{
　printf("atexit掛接的函數(shù)1\n");
}

static void atExitFunc2(void)
{
　printf("atexit掛接的函數(shù)2\n");
}

static void atExitFunc3(void)
{
　printf("atexit掛接的函數(shù)3\n");
}

int main(void)
{
　atexit(atExitFunc1);
　atexit(atExitFunc2);
atexit(atExitFunc3);
　return 0;
}

　　輸出的結(jié)果是：

　　　atexit掛接的函數(shù)3
　　　atexit掛接的函數(shù)2
　　　atexit掛接的函數(shù)1

在Visual C++中，如果以abort函數(shù)（此函數(shù)不帶參數(shù)，原型為void abort(void)）終止程序，則會(huì)在debug模式運(yùn)行時(shí)彈出如圖1所示的對(duì)話框。

圖1 以abort函數(shù)終止程序

　　1.2 斷言(assert)

assert宏在C語(yǔ)言程序的調(diào)試中發(fā)揮著重要的作用，它用于檢測(cè)不會(huì)發(fā)生的情況，表明一旦發(fā)生了這樣的情況，程序就實(shí)際上執(zhí)行錯(cuò)誤了，例如 strcpy函數(shù)：

char *strcpy(char *strDest, const char *strSrc)
{
　char *address = strDest;
　assert((strDest != NULL) && (strSrc != NULL));
　while ((*strDest++ = *strSrc++) != ’\0’)
　　;
　return address;
}

　　其中包含斷言assert( (strDest != NULL) && (strSrc != NULL) )，它的意思是源和目的字符串的地址都不能為空，一旦為空，程序?qū)嶋H上就執(zhí)行錯(cuò)誤了，會(huì)引發(fā)一個(gè)abort。

　　assert宏的定義為：

#ifdef NDEBUG
#define assert(exp) ((void)0)
#else
#ifdef __cplusplus
extern "C"
{
　#endif

　_CRTIMP void __cdecl _assert(void *, void *, unsigned);
　#ifdef __cplusplus
}
#endif
#define assert(exp) (void)( (exp) || (_assert(#exp, __FILE__, __LINE__), 0) )
#endif /* NDEBUG */

　　如果程序不在debug模式下，assert宏實(shí)際上什么都不做；而在debug模式下，實(shí)際上是對(duì)_assert()函數(shù)的調(diào)用，此函數(shù)將輸出發(fā)生錯(cuò)誤的文件名、代碼行、條件表達(dá)式。例如下列程序：

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <assert.h>
char * myStrcpy( char *strDest, const char *strSrc )
{
　char *address = strDest;
　assert( (strDest != NULL) && (strSrc != NULL) );
　while( (*strDest++ = *strSrc++) != ’\0’ );
　　return address;
}
int main(void)
{
myStrcpy(NULL,NULL);
　return 0;
}

　　在此程序中，為了避免我們的strcpy與C庫(kù)中的strcpy重名，將其改為myStrcpy。程序的輸出如圖2：

圖2 assert的輸出

　　失敗的斷言也會(huì)彈出如圖1所示的對(duì)話框，這是因?yàn)? _assert()函數(shù)中也調(diào)用了abort()函數(shù)。

　　一定要記住的是assert本質(zhì)上是一個(gè)宏，而不是一個(gè)函數(shù)，因而不能把帶有副作用的表達(dá)式放入assert的"參數(shù)"中。

　　1.3 errno

　　errno在C程序中是一個(gè)全局變量，這個(gè)變量由C運(yùn)行時(shí)庫(kù)函數(shù)設(shè)置，用戶程序需要在程序發(fā)生異常時(shí)檢測(cè)之。C運(yùn)行庫(kù)中主要在math.h和stdio.h頭文件聲明的函數(shù)中使用了errno，前者用于檢測(cè)數(shù)學(xué)運(yùn)算的合法性，后者用于檢測(cè)I/O操作中（主要是文件）的錯(cuò)誤，例如：

#include <errno.h>
#include <math.h>
#include <stdio.h>
int main(void)
{
　errno = 0;
　if (NULL == fopen("d:\\1.txt", "rb"))
　{
　　printf("%d", errno);
　}
　else
{
　　printf("%d", errno);
　}
　return 0;
}

在此程序中，如果文件打開(kāi)失敗（fopen返回NULL），證明發(fā)生了異常。我們讀取error可以獲知錯(cuò)誤的原因，如果D盤根目錄下不存在"1.txt"文件，將輸出2，表示文件不存在；在文件存在并正確打開(kāi)的情況下，將執(zhí)行到else語(yǔ)句，輸出0，證明errno沒(méi)有被設(shè)置。

Visual C++提供了兩種版本的C運(yùn)行時(shí)庫(kù)。-個(gè)版本供單線程應(yīng)用程序調(diào)用，另一個(gè)版本供多線程應(yīng)用程序調(diào)用。多線程運(yùn)行時(shí)庫(kù)與單線程運(yùn)行時(shí)庫(kù)的一個(gè)重大差別就是對(duì)于類似errno的全局變量，每個(gè)線程單獨(dú)設(shè)置了一個(gè)。因此，對(duì)于多線程的程序，我們應(yīng)該使用多線程C運(yùn)行時(shí)庫(kù)，才能獲得正確的error值。

另外，在使用errno之前，我們最好將其設(shè)置為0，即執(zhí)行errno = 0的賦值語(yǔ)句。

　　1.4 其它

　　除了上述異常處理方式外，在C語(yǔ)言中還支持非局部跳轉(zhuǎn)（使用setjmp和longjmp）、信號(hào)（使用signal、raise）、返回錯(cuò)誤值或回傳錯(cuò)誤值給參數(shù)等方式進(jìn)行一定能力的異常處理，但是其使用不如1.1~1.3節(jié)所介紹方式常用，我們不必過(guò)細(xì)研究。

　　從以上分析可知，C語(yǔ)言的異常處理是簡(jiǎn)單而不全面的。與C++的異常處理比起來(lái)，C語(yǔ)言異常處理相形見(jiàn)絀，它就像娘胎里的雛嬰。

2.C++語(yǔ)言異常處理

　　2.1 C++異常處理語(yǔ)法

感謝C++語(yǔ)言的后期改造者們，他們?cè)跇?biāo)準(zhǔn)C++語(yǔ)言中專門集成了異常處理的相關(guān)語(yǔ)法（與之不同的是，所有的C 標(biāo)準(zhǔn)庫(kù)異常體系都需要運(yùn)行庫(kù)的支持，它不是語(yǔ)言內(nèi)核支持的）。當(dāng)然，異常處理被加到程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言中，也是程序語(yǔ)言發(fā)展和逐步完善的必然結(jié)果。我們看到，C++不是唯一集成異常處理的語(yǔ)言。

　　C++的異常處理結(jié)構(gòu)為：

try
{
//可能引發(fā)異常的代碼
}
catch(type_1 e)
{
// type_1類型異常處理
}
catch(type_2 e)
{
// type_2類型異常處理
}
catch (...)//會(huì)捕獲所有未被捕獲的異常，必須最后出現(xiàn)
{
}

　　而異常的拋出方式為使用throw(type e)，try、catch和throw都是C++為處理異常而添加的關(guān)鍵字。看看這個(gè)例子：

#include <stdio.h>
//定義Point結(jié)構(gòu)體（類）
typedef struct tagPoint
{
　int x;
　int y;
} Point;
//扔出int異常的函數(shù)
static void f(int n)
{
　throw 1;
}

//扔出Point異常的函數(shù)
static void f(Point point)
{
　Point p;
　p.x = 0;
　p.y = 0;
throw p;
}

int main()
{
　Point point;
　point.x = 0;
point.y = 0;

　try
　{
　　f(point); //拋出Point異常
　　//f(1); //拋出int異常
　}
　catch (int e)
　{
　　printf("捕獲到int異常：%d\n", e);
}
　catch (Point e)
　{
　　printf("捕獲到Point異常:(%d,%d)\n", e.x, e.y);
　}

　return 0;
}

　　函數(shù)f定義了兩個(gè)版本：f(int)和f(Point)，分別拋出int和Point異常。當(dāng)main函數(shù)的try{…}中調(diào)用f(point)時(shí)和f(1)時(shí)，分別輸出：

　　捕獲到Point異常:(0,0)

　　和

　　捕獲到int異常：1

　　在 C++中，throw拋出異常的特點(diǎn)有：

　?。?）可以拋出基本數(shù)據(jù)類型異常，如int和char等；

　　（2）可以拋出復(fù)雜數(shù)據(jù)類型異常，如結(jié)構(gòu)體（在C++中結(jié)構(gòu)體也是類）和類；

　?。?）C++的異常處理必須由調(diào)用者主動(dòng)檢查。一旦拋出異常，而程序不捕獲的話，那么abort()函數(shù)就會(huì)被調(diào)用，彈出如圖1所示的對(duì)話框，程序被終止；

　?。?）可以在函數(shù)頭后加 throw([type-ID-list])給出異常規(guī)格，聲明其能拋出什么類型的異常。type-ID-list是一個(gè)可選項(xiàng)，其中包括了一個(gè)或多個(gè)類型的名字，它們之間以逗號(hào)分隔。如果函數(shù)沒(méi)有異常規(guī)格指定，則可以拋出任意類型的異常。

　　2.2 標(biāo)準(zhǔn)異常

　　下面給出了C++提供的一些標(biāo)準(zhǔn)異常：

namespace std
{
　//exception派生
　class logic_error; //邏輯錯(cuò)誤,在程序運(yùn)行前可以檢測(cè)出來(lái)

　//logic_error派生
　class domain_error; //違反了前置條件
　class invalid_argument; //指出函數(shù)的一個(gè)無(wú)效參數(shù)
　class length_error; //指出有一個(gè)超過(guò)類型size_t的最大可表現(xiàn)值長(zhǎng)度的對(duì)象的企圖
　class out_of_range; //參數(shù)越界
　class bad_cast; //在運(yùn)行時(shí)類型識(shí)別中有一個(gè)無(wú)效的dynamic_cast表達(dá)式
　class bad_typeid; //報(bào)告在表達(dá)試typeid(*p)中有一個(gè)空指針p

　//exception派生
　class runtime_error; //運(yùn)行時(shí)錯(cuò)誤,僅在程序運(yùn)行中檢測(cè)到

　//runtime_error派生
　class range_error; //違反后置條件
　class overflow_error; //報(bào)告一個(gè)算術(shù)溢出
　class bad_alloc; //存儲(chǔ)分配錯(cuò)誤
}

　　請(qǐng)注意觀察上述類的層次結(jié)構(gòu)，可以看出，標(biāo)準(zhǔn)異常都派生自一個(gè)公共的基類exception?；惏匾亩鄳B(tài)性函數(shù)提供異常描述，可以被重載。下面是exception類的原型：

class exception
{
　public:
　　exception() throw();
exception(const exception& rhs) throw();
　　exception& operator=(const exception& rhs) throw();
　　virtual ~exception() throw();
　　virtual const char *what() const throw();
};

其中的一個(gè)重要函數(shù)為what()，它返回一個(gè)表示異常的字符串指針。下面我們從exception類派生一個(gè)自己的類：

#include <iostream>
#include <exception>
using namespace std;

class myexception:public exception
{
public:
　myexception():exception("一個(gè)重載exception的例子")
　{}
};

int main()
{
　try
　{
　　throw myexception();
　}
　catch (exception &r) //捕獲異常
　{
　　cout << "捕獲到異常：" << r.what() << endl;
　}
　return 0;
}

程序運(yùn)行，輸出：

　　捕獲到異常：一個(gè)重載exception的例子

　　一般的，我們直接以基類捕獲異常，例如，本例中使用了

catch (exception &r)

　　然后根據(jù)基類的多態(tài)性進(jìn)行處理，這是因?yàn)榛愔械膚hat函數(shù)是虛函數(shù)。

2.3異常處理函數(shù)

　　在標(biāo)準(zhǔn)C++中，還定義了數(shù)個(gè)異常處理的相關(guān)函數(shù)和類型（包含在頭文件<exception>中）：

namespace std
{
　//EH類型
　class bad_exception;
　class exception;

　typedef void (*terminate_handler)();
　typedef void (*unexpected_handler)();

　// 函數(shù)
　terminate_handler set_terminate(terminate_handler) throw();
　unexpected_handler set_unexpected(unexpected_handler) throw();

　void terminate();
void unexpected();

　bool uncaught_exception();
}

其中的terminate相關(guān)函數(shù)與未被捕獲的異常有關(guān)，如果一種異常沒(méi)有被指定catch模塊，則將導(dǎo)致terminate()函數(shù)被調(diào) 用，terminate()函數(shù)中會(huì)調(diào)用ahort()函數(shù)來(lái)終止程序?？梢酝ㄟ^(guò)set_terminate(terminate_handler)函數(shù) 為terminate()專門指定要調(diào)用的函數(shù)，例如：

#include <cstdio>
#include <exception>
using namespace std;
//定義Point結(jié)構(gòu)體（類）
typedef struct tagPoint
{
int x;
　int y;
} Point;
//扔出Point異常的函數(shù)
static void f()
{
Point p;
　p.x = 0;
　p.y = 0;
　throw p;
}
//set_terminate將指定的函數(shù)
void terminateFunc()
{
　printf("set_terminate指定的函數(shù)\n");
}

int main()
{
　set_terminate(terminateFunc);
　try
　{
　　f(); //拋出Point異常
　}
　catch (int) //捕獲int異常
　{
　　printf("捕獲到int異常");
　}
　//Point將不能被捕獲到,引發(fā)terminateFunc函數(shù)被執(zhí)行

　return 0;
}

這個(gè)程序?qū)⒃诳刂婆_(tái)上輸出 "set_terminate指定的函數(shù)" 字符串，因?yàn)镻oint類型的異常沒(méi)有被捕獲到。當(dāng)然，它也會(huì)彈出圖1所示對(duì)話框（因?yàn)檎{(diào)用了abort()函數(shù)）。

　　上述給出的僅僅是一個(gè)set_terminate指定函數(shù)的例子。在實(shí)際工程中，往往使用set_terminate指定的函數(shù)進(jìn)行一些清除性的工作，其后再調(diào)用 exit(int)函數(shù)終止程序。這樣，abort()函數(shù)就不會(huì)被調(diào)用了，也不會(huì)輸出圖1所示對(duì)話框。

　　關(guān)于標(biāo)準(zhǔn)C++的異常處理，還包含一些比較復(fù)雜的技巧和內(nèi)容，我們可以查閱《more effective C++》的條款9～條款15。

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Visual C++中的異常處理淺析