service-side: throw Exceptions client-side: try-and-catch

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1 service-side: throw Exceptions client-side: try-and-catch
第十一章 (下篇) 例外處理 service-side: throw Exceptions client-side: try-and-catch

2 客戶端與服務端程式 要求服務 客戶端程式 服務端程式 main(): circle_area() 呼叫circle_area() 傳回結果
錯誤(例外,非正常)狀況發生時雙方的權責??

3 例外處理(Exception Handling)
double circle_area(int r) { if (r<0) {return –1 ;} return 3.14*r*r; } void main() { double r ; cin >> r ; double a = circle_area(r) ; if (a == -1) { /*錯誤處理 */ } else cout << a << endl ; }

4 例外處理 double circle_area(double r, bool& suc) {
if (r<0) {cout << “r<0”; suc = false ;} suc = true ; return 3.14*r*r; } void main() { double r ; bool suc; cin >> r ; double a = circle_area(r, suc) ; if (suc == false) { /*錯誤處理 */ } else cout << a << endl ; }

5 例外處理 double circle_area(double r, int& error_code) {
if (r <0) error_code = 1 ; if (r==0) error_code = 2 ; error_code = 0 ; return 3.14*r*r; } void main() { double r ; int error_code; cin >> r ; double a = circle_area(r, error_code) ; if (error_code == 0) cout << a << endl ; else if (error_code == 1) { /*錯誤處理 */ } else if

6 例外處理 double circle_area(double r) {
if (r<0) { cout << “circle(): r<0”; exit(1) ; } return 3.14*r*r; } void main() { double r ; cin >> r ; cout << circle_area(r) <<endl ;

7 缺點 錯誤發生時，服務端程式通知客戶端程式的方式千奇百怪，使用者窮於應付 服務端程式有時也參與錯誤處理，權責不清
縱使權責清楚，客戶端程式也將因處理錯誤而使可讀性大大降低

8 可讀性降低 // 完全無例外處理 void main() {
double r, w, h, ta=0 ; cin>>r>>w>>h ; ta = circle_area(r) + rectangle_area(w,h); cout << “result=“ << ta <<endl; }  加上例外處理的結果

9 可讀性大幅降低 void main() { double r, w, h, ta=0 ; bool suc ; cin >> r>>w>>h; double a = circle_area(r, suc) ; if ( suc) { ta += a; } else {cout << “error”; } a = rectangle_area(w, h) ; if (a == -1) { ....} else if (a == -2) {...} else if {ta += a; } cout << “result=“ << ta <<endl ; }

10 結論 平心而論，完全沒有錯誤處理的程式不論在發展時期或執行時期都將造成困擾。 錯誤處理既是必要的，是否有明確而一致的方式?
C++, Java 客戶端: try-catch, 服務端: throw

11 例外發生時的權責 客戶端程式 main() 服務端程式 circle_area() 要求服務 提供服務 發出例外(錯誤)訊息 接收、處理例外

12 C++例外處理: 使用前 double circle_area(double r, int& error_code) {
if (r<0) error_code = -1 ; error_code = 0 ; return r*r*3.14 ; } void main() { double r ; cin >> r ; int error_code ; double a = circle_area(r, error_code) ; if (error_code == -1) cout << “error, code=“ << x <<endl ; else cout << a <<endl ; cout << “End of Program” <<endl ;

13 throw, try-and-catch 負責丟出例外訊息 負責接收及處理例外
double circle_area(double r) throw (int) { if (r<0) { throw –1; } return r*r*3.14 ; } void main() { double r,a ; cin >> r ; try { a = circle_area(r) ; cout << a <<endl ; } catch (int x) { cout << “error, code=“ << x <<endl ; cout << “End of Program” <<endl ; 負責接收及處理例外

14 正常狀況下的執行次序 1 double circle_area(double r) throw (int) { 2 if (r<0) { throw –1; } 3 return r*r*3.14 ; 4 } 5 void main() { 6 double r,a ; cin >> r ; // 5 7 try { 8 a = circle_area(r) ; 9 cout << a <<endl ; 10 } catch (int x) { 11 cout << “error, code=“ << x <<endl ; 12 } 13 cout << “End of Program” <<endl ; 14 } 5, 6, 7, 8, 1, 2, 3, 9, 13

15 例外發生時的執行次序 1 double circle_area(double r) throw (int) { 2 if (r<0) { throw –1; } 3 return r*r*3.14 ; 4 } 5 void main() { 6 double r, a ; cin >> r ; // -5, 故意讓circle_area產生例外 7 try { 8 a = circle_area(r) ; //發生例外狀況 cout << a <<endl ; 10 } catch (int x) { 11 cout << “error, code=“ << x <<endl ; 12 } 13 cout << “End of Program” <<endl ; 14 } 5, 6, 7, 8, 1, 2, 10, 11, 12 ,13

16 EX: 例外發生時以下二程式的輸出有何不同
void main() { double r,a ; cin >> r ; try { a = circle_area(r) ; cout << a <<endl ; } catch (int x) { cout << x <<endl ; } cout << “End of Program” <<endl ; void main() { double r,a ; cin >> r ; try { a = circle_area(r) ; } catch (int x) { cout << x <<endl ; } cout << a <<endl ; cout << “End of Program” <<endl ;

17 討論 try block中至少該放入甚麼? 需要接收例外的程式碼 void main() {
double r ; cin >> r ; double a1 = circle_area(r) ; //可能產生例外 double w, h ; cin >> w >> h ; double a2 = rectangle_area(w,h);//可能產生例外 cout << a1+a2<<endl ; }

18 討論(續) void main() { try { double r,a1,a2 ; cin >> r ;
a1 = circle_area(r) ; }catch (int x) { // ... 錯誤處理 } double w, h ; cin >> w >> h ; a2 = rectangle_area(w,h); }catch(int y) { cout << a1+a2<<endl ; void main() { try { double r,a1,a2 ; cin >> r ; a1 = circle_area(r) ; double w, h ; cin >> w >> h ; a2= rectangle_area(w,h); cout << a1+a2<<endl ; }catch(int x) { // ... 錯誤處理 }

19 EX: 例外型態判別-使用錯誤碼 double circle_area(double r) throw (int) {
if (r<0) { throw –1; } return r*r*3.14 ; } double rectangle_area(int w, int h) throw (int) { if (w<0 && h<0) throw –2 ; if (w<0 || h < 0) throw –3 ; return w*h ; void main() { double r, w, h, a = 0 ; try { cin >> r >> w >> h ; a = circle_area(r) + rectangle_area(w,h); } catch (int x) { switch(x) { case –1: .... case –2: .... } cout << “area=“ << endl ;

20 EX:例外型態判別-使用資料型態 - 探討各種例外發生時程式執行的次序
double circle_area(double r) throw (int) { if (r<0) { throw –1; } return r*r*3.14 ; } double rectangle_area(int w, int h) throw (char, double) { if (w<0 && h<0) throw ‘a’ ; if (w<0 || h < 0) throw 3.14 ; return w*h ; void main() { double r, w, h, a = 0 ; try { cin >> r >> w >> h ; a = circle_area(r) + rectangle_area(w,h); } catch (int x) { // circle_area()中的錯誤 } catch (char c) { // rectangle_area()中的錯誤 } catch (double d) { } cout << “area=“ << endl ;

21 練習: 考慮overflow, underflow
int data[10], top = -1 ; void push(int x) { data[++top]=x ; } int pop() { return data[top--] ; void main() { int n, i ; cin >> n ; for (i = 0 ; i<n; i++) push(n) ; for (i=0; i<n; i++) cout << pop() ; }

22 練習: 改成class stack void main() { class stack{ stack s;
int n, i ; cin >> n ; try { for (i = 0; i<n; i++) { s.push(i) ; } s.show(); for (i=0; i<n; i++) { cout << s.pop() <<endl; catch(int x) if(x==-1) { cout<<"overflow"<<endl;} if(x==-2) { cout<<"underflow"<<endl;} //show(); getch(); class stack{ int data[10], top; public: stack(){top=-1;} void push(int x) throw (int) { if(x>9) throw -1; } data[++top]=x ; int pop() throw (int) if(top<0) throw -2; return data[top--] ; void show() for(int i=0;i<top+1;i++) cout<<data[i]<<endl; };

23 EX: 故意不接例外 void main() { stack s; for (int i = 0 ; i <20 ; i++)
s.push(i) ; //可能產生例外 }

24 EX: 沒接到 double circle_area(double r) throw (int) {
if (r<0) { throw –1; } return r*r*3.14 ; } void main() { try { ...... circle_area(r) ; } catch (char c) {

25 討論 每個函數都使用throw (int) throw (int, double, float...) 延續錯誤碼概念: 大家共用容易弄錯
延續錯誤碼概念: 大家共用容易弄錯 throw (int, double, float...) 時而有窮.....  丟回自訂類別

26 丟出自訂類別: 服務端 class Exception { public: string description ;
Exception(string s) { description = s ; } } ; double circle_area(double r) throw (Exception){ if (r < 0) throw Exception(“circle_area(): r<0”) ; return r*r*3.14 ; } Exception e(“circle_area(): r<0”); throw e ;

27 接收自訂類別: 客戶端 void main() { try { ... circle_area(r) ;
} catch (Exception e) { cout << e.description <<endl ; // 錯誤處理, maybe exit(1) ; }

28 每個函數均自訂例外型態 class CircleException: public Exception {
public: CircleException(string s): Exception(s) { } } ; class RectException: public Exception { public: RectException(string s): Exception(s) { } double circle_area(double r) throw (CircleException) { if (r < 0) throw CircleException(“circle, r<0”) ; return 3.14 * r * r ; } double rectangle_area(double w, double h) throw (RectException) { if (w<0||h<0) throw RectException(“Rect, w<0 || h<0”) ; return w*h ;

29 練習: 客戶端程式 void main() { double r, w, h ;
cin >> r >> w >> h ; cout << circle_area(r) <<endl ; cout << rectangle_area(r) <<endl ; }

30 客戶端程式:使用繼承概念 void main() { int r, w, h ;
cin >> r >> w >> h ; try { cout << circle_area(r) <<endl ; cout << rectangle_area(w, h) <<endl ; } catch (Exception e) { cout << e.description <<endl ; }

31 catch(...) void main() { try { void fun1() throw (int) {
fun1(); fun2(); fun3(); } catch (int) { //例外處理 } catch (char) { // 例外處理 } catch(double) { } void fun1() throw (int) { throw 1 ; } void fun2() throw (char) { throw ‘a’ ; void fun3() throw (double) { throw 3.14 ;

32 catch(...)使用範例 void main() { try { void fun1() throw (int) {
fun1(); fun2(); fun3(); } catch (...) { //例外處理 } void fun1() throw (int) { throw 1 ; } void fun2() throw (char) { throw ‘a’ ; void fun3() throw (double) { throw 3.14 ;

33 catch(...)使用範例 void main() { try { void fun1() throw (int) {
fun1(); fun2(); fun3(); } catch (int x) { //例外處理 } catch (...) { //其他例外 } void fun1() throw (int) { throw 1 ; } void fun2() throw (char) { throw ‘a’ ; void fun3() throw (double) { throw 3.14 ;

34 巢狀例外處理 把不能處理的例外再丟出去