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Visual C++中的异常处理浅析（下）

2017-11-14 1377
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简介：


2.3异常处理函数

在标准C++中，还定义了数个异常处理的相关函数和类型（包含在头文件<exception>中）：
namespace std
{
    //EH 类型
    class bad_exception;
    class exception;
   
    typedef void (*terminate_handler)();
    typedef void (*unexpected_handler)();
   
    //  函数
    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相关函数与未被捕获的异常有关，如果一种异常没有被指定catch模块，则将导致terminate()函数被调用，terminate()函数中会调用ahort()函数来终止程序。可以通过set_terminate(terminate_handler)函数为terminate()专门指定要调用的函数，例如：
#include <cstdio>
#include <exception>
using namespace std;
// 定义Point结构体（类）
typedef struct tagPoint
{
    int x;
    int y;
} Point;
// 扔出Point异常的函数
static void f()
{
    Point p;
    p.x = 0;
    p.y = 0;
    throw p;
}
//set_terminate 将指定的函数
void terminateFunc()
{
    printf("set_terminate 指定的函数\n");
}
 
int main()
{
    set_terminate(terminateFunc);
    try
    {
       f();   // 抛出Point异常
    }
    catch (int)  // 捕获int异常
    {
       printf(" 捕获到int异常");
    }
    //Point 将不能被捕获到,引发terminateFunc函数被执行
   
    return 0;
}
这个程序将在控制台上输出 “set_terminate指定的函数” 字符串，因为Point类型的异常没有被捕获到。当然，它也会弹出图1所示对话框（因为调用了abort()函数）。
上述给出的仅仅是一个set_terminate指定函数的例子。在实际工程中，往往使用set_terminate指定的函数进行一些清除性的工作，其后再调用exit(int)函数终止程序。这样，abort()函数就不会被调用了，也不会输出图1所示对话框。
 
关于标准C++的异常处理，还包含一些比较复杂的技巧和内容，我们可以查阅《more effective C++》的条款9～条款15。
 
3.MFC 异常处理
MFC 中异常处理的语法和语义构建在标准C++异常处理语法和语义的基础之上，其解决方案为：
MFC 异常处理 = MFC 异常处理类 ＋ 宏
 
3.1 宏
MFC 定义了TRY、CATCH（及AND_CATCH、END_CATCH）和THROW（及THROW_LAST）等用于异常处理的宏，其本质上也是标准C++的try、catch和throw的进一步强化，由这些宏的定义可知：
#ifndef _AFX_OLD_EXCEPTIONS
 
#define TRY { AFX_EXCEPTION_LINK _afxExceptionLink; try {
 
#define CATCH(class, e) } catch (class* e) \
    { ASSERT(e->IsKindOf(RUNTIME_CLASS(class))); \
       _afxExceptionLink.m_pException = e;
 
#define AND_CATCH(class, e) } catch (class* e) \
    { ASSERT(e->IsKindOf(RUNTIME_CLASS(class))); \
       _afxExceptionLink.m_pException = e;
 
#define END_CATCH } }
 
#define THROW(e) throw e
#define THROW_LAST() (AfxThrowLastCleanup(), throw)
 
// Advanced macros for smaller code
#define CATCH_ALL(e) } catch (CException* e) \
    { { ASSERT(e->IsKindOf(RUNTIME_CLASS(CException))); \
       _afxExceptionLink.m_pException = e;
 
#define AND_CATCH_ALL(e) } catch (CException* e) \
    { { ASSERT(e->IsKindOf(RUNTIME_CLASS(CException))); \
       _afxExceptionLink.m_pException = e;
 
#define END_CATCH_ALL } } }
 
#define END_TRY } catch (CException* e) \
    { ASSERT(e->IsKindOf(RUNTIME_CLASS(CException))); \
       _afxExceptionLink.m_pException = e; } }
这些宏在使用语法上，有如下特点：
（1）用TRY 块包含可能产生异常的代码；
（2）用CATCH块检测并处理异常。要注意的是，CATCH块捕获到的不是异常对象，而是指向异常对象的指针。此外，MFC靠动态类型来辨别异常对象；
（3）可以在一个TRY 块上捆绑多个异常处理捕获块，第一次捕获使用宏CATCH，以后的使用AND_CATCH，而END_CATCH则用来结束异常捕获队列；
（4）在异常处理程序内部，可以用THROW_LAST 再次抛出最近一次捕获的异常。
 
3.2 MFC  异常处理类
MFC 较好地将异常封装到CException类及其派生类中，自成体系，下表给出了MFC 提供的预定义异常：
异常类
含义
CMemoryException
内存不足
CFileException
文件异常
CArchiveException
存档/序列化异常
CNotSupportedException
响应对不支持服务的请求
CResourceException
Windows  资源分配异常
CDaoException
数据库异常（DAO 类）
CDBException
数据库异常（ODBC 类）
COleException
OLE  异常
COleDispatchException
调度（自动化）异常
CUserException
用消息框警告用户然后引发一般 CException的异常
 
标准C++的异常处理可以处理任意类型的异常，而3.1节的MFC 宏则只能处理CException 的派生类型，下面我们 看一个CFileException的使用例子：
#include <iostream.h>
#include "afxwin.h"
 
int main()
{
    TRY
    {
       CFile f( "d:\\1.txt", CFile::modeWrite );
    }
    CATCH( CFileException, e )
    {
       if( e->m_cause == CFileException::fileNotFound )
           cout << "ERROR: File not found\n" << endl;      
    }
    END_CATCH    
}
在这个程序中，如果D盘根目录下不存在“1.TXT”这个文件，将抛出CFileException异常，而且错误原因成员变量m_cause被设置为fileNotFound，我们以CATCH( CFileException, e )就可以捕获到。错误原因被定义为CFileException中的枚举(enum)，如下：
enum {
    none,
    generic,
    fileNotFound,
    badPath,
    tooManyOpenFiles,
    accessDenied,
    invalidFile,
    removeCurrentDir,
    directoryFull,
    badSeek,
    hardIO,
    sharingViolation,
    lockViolation,
    diskFull,
    endOfFile
};
我们在使用MFC相关类时，MFC会自动抛出异常，当然我们也可以自行在程序中利用 AfxThrowXXXException() 抛出各种类型的异常，其中的XXX与前文的MFC异常类表对应。我们看AfxThrowFileException的例子：
#include <iostream.h>
#include "afxwin.h"
 
int main()
{
    TRY
    {
       AfxThrowFileException(CFileException::fileNotFound);
    }
    CATCH( CFileException, e )
    {
       if( e->m_cause == CFileException::fileNotFound )
           cout << "ERROR: File not found\n" << endl;      
    }
    END_CATCH    
}
在此程序中，我们在TRY块自行利用MFC提供的全局函数AfxThrowFileException抛出了CFileException异常，其后在CATCH块抓住了这个异常。
 
MFC 建议不再使用TRY、CATCH和THROW宏，而是直接使用标准C++的方式。
4. 结构化异常处理
结构化异常处理（Structured Exception Handling，简称SEH）是微软针对Windows程序异常处理进行的扩展，在Visual C++中，它同时支持C和C++语言。SEH不宜与标准C++异常处理和MFC异常处理混用，对于C++程序，微软建议使用标准C++的异常处理。
为了支持SEH，Visual C++中定义了四个关键字（由于这些关键字是非标准关键字，其它编译器不一定支持），用以扩展C 和C++语言：
（1）__except
（2）__finally
（3）__leave
（4）__try
其基本语法为：
__try
{
...// 可能导致异常的被监控代码块
}
__except(filter-expression)
{
...// 异常处理函数
}
或：
__try
{
...
}
__finally
{
...// 终止
}
其执行的步骤如下：
（1）__try块被执行；
（2）如果__try块没有出现异常，则执行到__except块之后；否则，执行到__except块，根据filter-expression的值决定异常处理方法：
a. filter-expression 的值为EXCEPTION_CONTINUE_EXECUTION (–1)
恢复异常，从发生异常处下面开始执行，异常处理函数本身不被执行；
b. filter-expression 的值为EXCEPTION_CONTINUE_SEARCH (0)
异常不被识别，拒绝捕获异常，继续搜索下一个异常处理函数；
c. filter-expression 的值为EXCEPTION_EXECUTE_HANDLER (1)
异常被识别，终止异常，从异常发生处开始退栈，一路上遇到的终止函数都被执行。
看看这个例子：
// 例4-1
#include "stdio.h"
 
void main()
{
    int* p = NULL;   //  定义一个空指针
    puts("SEH begin");
    __try
    {
       puts("in try");
       __try
       {
           puts("in try");
           *p = 0;    //  引发一个内存访问异常
       }
       __finally
       {
           puts("in finally");
       }
    }
    __except(puts("in filter"), 1)
    {
       puts("in except");
    }
    puts("SEH end");
}
程序的输出为：
SEH begin
in try      // 执行__try块
in try      // 执行嵌入的__try块
in filter   // 执行filter-expression，返回EXCEPTION_EXECUTE_HANDLER
in finally  // 展开嵌入的__finally
in except   // 执行对应的__except块
SEH end     // 处理完毕
如果我们把__except(puts("in filter"), 1)改为__except(puts("in filter"), 0)，程序的输出将变为：
SEH begin
in try      // 执行__try块
in try      // 执行嵌入的__try块
in filter   // 执行filter-expression，返回EXCEPTION_CONTINUE_SEARCH
in finally  // 展开嵌入的__finally
程序的执行也告崩溃，弹出如图3所示的对话框。
图3 不能被正确执行的SEH
要想这个程序能正确地执行，我们可以在第一个__try块的外面再套一个__try块和一个接收filter-expression返回值为EXCEPTION_EXECUTE_HANDLER的__except块，程序改为：
// 例4-2
#include "stdio.h"
 
void main()
{
    int* p = NULL;   //  定义一个空指针
    puts("SEH begin");
    __try
    {
       __try
       {
           puts("in try");
           __try
           {
              puts("in try");
              *p = 0;    //  引发一个内存访问异常
           }
           __finally
           {
              puts("in finally");
           }
       }
       __except(puts("in filter"), 0)
       {
           puts("in except");
       }
    }
    __except(puts("in filter"), 1)
    {
       puts("in except");
    }
    puts("SEH end");
}
程序输出：
SEH begin
in try      // 执行__try块
in try      // 执行嵌入的__try块
in filter1  // 执行filter-expression，返回EXCEPTION_CONTINUE_SEARCH
in filter2  // 执行filter-expression，返回EXCEPTION_EXECUTE_HANDLER
in finally  // 展开嵌入的__finally
in except2   // 执行对应的__except块
SEH end     // 处理完毕
由此可以看出，因为第一个__except的filter-expression返回EXCEPTION_CONTINUE_SEARCH 的原因，“in except1”没有被输出。程序之所以没有崩溃，是因为最终碰到了接收EXCEPTION_EXECUTE_HANDLER的第2个__except。
SEH 使用复杂的地方在于较难控制异常处理的流动方向，弄不好程序就“挂”了。如果把例4-1中的__except(puts("in filter"), 1)改为__except(puts("in filter"), -1)，程序会进入一个死循环，输出：
SEH begin
in try      // 执行__try块
in try      // 执行嵌入的__try块
in filter // 执行filter-expression，返回EXCEPTION_CONTINUE_EXECUTION
in filter
in filter
in filter
in filter
… // 疯狂输出“in filter”
最后疯狂地输出“in filter”，我们把断点设置在__except(puts("in filter"), -1)语句之前，按F5会不断进入此断点。
 
5. 各种异常处理的对比
     下表给出了从各个方面对这本文所给出的Visual C++所支持的四种异常处理进行的对比：
异常处理
支持语言
是否标准
复杂度
推荐使用
C 异常处理
C 语言
标准C
简单
推荐
C++ 异常处理
C++ 语言
标准C++
较简单
推荐
MFC 异常处理
C++ 语言
仅针对MFC程序
较简单
不推荐
SEH 异常处理
C 和C++语言
仅针对Microsoft
编译环境
较复杂
不推荐
   
     本文所讲解的仅仅是Visual C++异常处理的初步知识，对于更深入的内容，还需要我们在不断的编程过程中去领悟和学习。
在程序设计过程中，我们不能嫌异常处理“麻烦”，对可能的错误视而不见、不加考虑。因为避免了异常处理的“麻烦”，将会给我们的程序带来更大的“麻烦”。而程序中包含必要的异常处理，也是对一位优秀程序员的基本要求。




 本文转自 21cnbao 51CTO博客，原文链接：http://blog.51cto.com/21cnbao/120816，如需转载请自行联系原作者


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C++
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C++异常处理
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