Программирование. Принципы и практика использования C++ Исправленное издание - Бьёрн Страуструп

}

Этот фрагмент будет перехватывать все ошибки, возникающие в модулях, вызывающих функцию area(), поэтому их теперь необязательно проверять в функции framed_area(). Однако вы можете требовать большего — чтобы сообщение об ошибке было более конкретным.

Проверка аргументов в функции выглядит настолько простой, что становится непонятным, почему люди не проводят ее постоянно? Одна из причин — пренебрежение ошибками, вторая — неряшливость при написании программ, но существуют и более уважительные причины.

• Мы не можем модифицировать определение функции. Функция является частью библиотеки, поэтому ее невозможно изменить. Возможно, она будет использована другими людьми, не разделяющими вашего подхода к обработке ошибок. Возможно, она принадлежит кому-то еще, и вы не имеете доступ к ее исходному коду. Возможно, она включена в постоянно обновляющуюся библиотеку, так что если вы измените эту функцию, то будете вынуждены изменять ее в каждой новой версии.

• Вызываемая функция не знает, что делать при выявлении ошибки. Эта ситуация типична для библиотечных функций. Автор библиотеки может выявить ошибку, но только вы знаете, что в таком случае следует делать.

• Вызываемая функция не знает, откуда ее вызвали. Получив сообщение об ошибке, вы понимаете, что произошло нечто непредвиденное, но не можете знать, как именно выполняемая программа оказалась в данной точке. Иногда необходимо, чтобы сообщение было более конкретным.

• Производительность. Для небольшой функции стоимость проверки может перевесить стоимость вычисления самого результата. Например, в случае с функцией area() проверка вдвое увеличивает ее размер (т.е. удваивает количество машинных инструкций, которые необходимо выполнить, а не просто длину исходного кода). В некоторых программах этот факт может оказаться критически важным, особенно если одна и та же информация проверяется постоянно, когда функции вызывают друг друга, передавая информацию более или менее без искажений.

После обсуждения некоторых тем, связанных с этим вопросом, мы вернемся к нему в разделе 5.10.

5.5.3. Сообщения об ошибках

Рассмотрим немного иной вопрос: что делать, если вы проверили набор аргументов и обнаружили ошибку? Иногда можно вернуть сообщение “Неправильное значение”. Рассмотрим пример.

// Попросим пользователя ввести да или нет;

// Символ 'b' означает неверный ответ (т.е. ни да ни нет)

char ask_user(string question)

{

  cout << question << "? (да или нет)n";

  string answer = " ";

  cin >> answer;

  if (answer =="y" || answer=="yes") return 'y';

  if (answer =="n" || answer=="no") return 'n';

  return 'b'; // 'b', если "ответ неверный"

}

// Вычисляет площадь прямоугольника;

// возвращает –1, если аргумент неправильный

int area(int length, int width)

{

  if (length<=0 || width <=0) return –1;

    return length*width;

}

На этот раз мы можем поручить детальную проверку вызывающей функции, оставив каждой вызывающей функции возможность обрабатывать ошибки по-своему. Этот подход кажется разумным, но существует множество проблем, которые во многих ситуациях делают его бесполезным.

• Теперь проверку должны осуществлять и вызываемая функция, и все вызывающие функции. Вызывающая функция должна провести лишь самую простую проверку, но остается вопрос, как написать этот код и что делать, если обнаружится ошибка.

• Программист может забыть проверить аргументы в вызывающей функции, что приведет к непредсказуемым последствиям.

• Многие функции не имеют возможность возвращать дополнительные значения, чтобы сообщить об ошибке. Например, функция, считывающая целое число из потока ввода (скажем, оператор >> потока cin), может возвращать любое целое число, поэтому использовать целое число в качестве индикатора ошибки бессмысленно.

Вторая ситуация, в которой проверка в вызывающем модуле не выполняется, может легко привести к неожиданностям

Рассмотрим пример.

int f(int x, int y, int z)

{

  int area1 = area(x,y);

  if (area1<=0) error("Неположительная площадь");

  int area2 = framed_area(1,z);

  int area3 = framed_area(y,z);

  double ratio = double(area1)/area3;

  // ...

}

Вы заметили ошибку? Такие ошибки трудно выявить, так как сам код является правильным: ошибка заключается в том, что программист не включил в него проверку.

ПОПРОБУЙТЕ

Выполните эту программу при разных значениях. Выведите на печать значения переменных area1, area2, area3 и ratio. Вставьте в программу больше проверок разных ошибок. Вы уверены, что перехватите все ошибки? Это вопрос без подвоха; в данном конкретном примере можно ввести правильный аргумент и перехватить все возможные ошибки.

Существует другой способ решить описанную проблему: использовать исключения (exceptions).

5.6. Исключения

Как и в большинстве языков программирования, в языке С++ существует механизм обработки ошибок: исключения. Основная идея этого понятия заключается в отделении выявления ошибки (это можно сделать в вызываемой функции) от ее обработки (это можно сделать в вызывающей функции), чтобы гарантировать, что ни одна выявленная ошибка не останется необработанной. Иначе говоря, исключения создают механизм, позволяющий сочетать наилучшие подходы к обработке ошибок, исследованные нами до сих пор. Какой бы легкой ни была обработка ошибок, исключения сделают ее еще легче.

Основная идея заключается в следующем: если функция обнаруживает ошибку, которую не может обработать, она не выполняет оператор return как обычно, а генерирует исключение с помощью оператора throw, показывая, что произошло нечто неправильное.

Любая функция, прямо или косвенно вызывающая данную функцию, может перехватить созданное исключение с помощью оператора catch, т.е. указать, что следует делать, если вызываемый код использовал оператор throw. Функция расставляет ловушки для исключения с помощью блока try (мы опишем его в следующих разделах), перечисляя виды исключений, которые она хочет обработать в своих разделах catch блока try. Если ни одна из вызывающих функций не перехватила исключение, то программа прекращает работу.

Мы еще вернемся к исключениям позже (в главе 19), чтобы использовать их немного более сложным способом.

5.6.1. Неправильные аргументы

Рассмотрим вариант функции area(), использующий исключения.

class Bad_area { }; // Тип, созданный специально для сообщений

                    // об ошибках,

      // возникших в функции area()

      // Вычисляет площадь прямоугольника;

      // при неправильном аргументе генерирует исключение Bad_area

int area(int length, int width)

{

  if (length<=0 || width<=0) throw Bad_area();