LINGUAGEM DE PROGRAMAÇÃO C++ TRATAMENTO DE EXCEÇÕES

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1 LINGUAGEM DE PROGRAMAÇÃO C++ TRATAMENTO DE EXCEÇÕES Roberto S. Bigonha UFMG 15 de setembro de 2008

2 TRATAMENTO DE EXCEÇÃO PROBLEMA: Bibliotecas têm meios para detectar muitas situações de erro de execução, MAS geralmente não sabem o que fazer nestas situações. Módulos clientes sabem o que fazer, MAS não têm meios para detectar o erro. SOLUÇÕES: Servidor aborta programa Toda função retorna um código de status, que deve ser testado após o retorno, e.g., vide a função main de C++. Tratamento de Exceção. c++/rsb 1

3 USO DE CÓDIGO DE STATUS class Pilha {... int push(int v) { if (top==last) return 1; item [++top] = v; return 0; int main( ) { IntStack s = IntStack(5);... if (s.push(i)!=0){... "trata erro"... else {...A...;...B... Problema: poluição do código com testes, blocos else etc c++/rsb 2

4 EXCEÇÃO EM C++ class Vector { int * p; int sz; public: class Range{ ; int& operator[] (int i);... int& Vector:: operator[](int i) { if ( 0 <= i && i < sz ) return p[i] else throw Range(); void f( Vector & x){... try {...; do_something(v);... catch(vector::range){...tratador da excecao c++/rsb 3

5 OBSERVAÇÕES Range serve para identificar a exceção. A identificação da exceção pode ser outros tipos: enum err { Over, Under, Zerodiv Comando throw cria o objeto definido pela construtora e o joga para um catcher. c++/rsb 4

6 OBSERVAÇÕES... Throws ocorridos no escopo do try são capturados pelos catches correspondentes. O tipo do parâmetro identifica o catch. throw causa procura na pilha, via dynamic link, o primeiro catch que trata a exceção. Se uma função throws, mas ninguém catches, programa é cancelado. A pilha de execução é podada no nível do catch; destrutoras chamadas automaticamente. Após execução do catch, a execução continua após a lista de catches. c++/rsb 5

7 FORMA GERAL DA EXCEPTION Declaração de exceção: T x T é um tipo qualquer e x é a exceção Ativação da exceção: throw x; se T for classe, pode-se escrever throw T(); (a construtora) constrói objeto. throw transfere o controle para o tratador da exceção, passando o objeto construído. Reativacao da exceção a partir de : throw; passa o objeto da exceção para outro tratador Definição dos tratadores: try {... catch( T ) { catch( T e) {... e.r... c++/rsb 6

8 VÁRIAS EXCEÇÕES class Vector { int * p; int sz; enum {max = 3200; public: class Range{ ; // Range Exception class Size { ; // Bad Size Exception Vector(int s); int & operator[](int i); Vector::Vector(int s){ if (s < 0 max < s) throw Size(); p = new int[s]; int& Vector:: operator[](int i) { if ( 0 <= i && i < sz ) return p[i] else throw Range(); c++/rsb 7

9 VÁRIAS EXCEÇÕES... void f(){... try {... use_vectors( );... catch(vector::range){... catch(vector::size){...;... c++/rsb 8

10 RELEVANTAMENTO DE EXCEÇÕES Exceções levantadas dentro de catch são tratadas pelos chamadores do bloco try. Não há risco de loop infinito. Imediatamente após a entrada no catch, a exceção é considerada tratada. void f() { try... catch(input_overflow) {... throw ;... throw X;... O comando throw ; relevanta a mesma exceção O comando throw X; levanta outra exceção x c++/rsb 9

11 EXCEÇÕES COM PARÂMETROS class Vector{... public: class Range{ public: int index; Range(int i) : index(i) { int & operator[](int i);... int& Vector::operator[](int i){ if ( 0 <= i && i < sz) return p[i]; throw Range(i) c++/rsb 10

12 EXCEÇÕES COM PARÂMETROS... void f(vector& v){ try { do_something(v); catch(vector :: Range r){ cerr << "bad index " << r.index << \n c++/rsb 11

13 AGRUPAMENTO DE EXCEÇÕES I Hierarquia de Exceções class Matherr { ; class Overflow: public Mather { ; class Underflow: public Mather { ; class Zerodivide: public Mather { ;... try {... catch(overflow) {... trata Overflow e descendentes... catch(underflow) {... trata Underflow e descendentes... catch(matherr) {... trata todas que chegarem aqui c++/rsb 12

14 EXCEÇÕES DERIVADAS E POLIMORFISMO class Matherr {... virtual void debug_print() ;... class Int_overflow: public Matherr { public: char * op; int opr1, opr2; Int_overflow(const char* p, int a, int b) { op = p; opr1 = a; opr2 = b; void debug_print() {cerr << op << ( << opr1 <<, << opr2 << ) ; c++/rsb 13

15 EXCEÇÕES DERIVADAS E POLIMORFISMO... void g(){... throw Int_overflow("+",x,y);... throw Matherr();... void f(){... try { g() catch(matherr m){... m.debug_print();...; //monomorfismo... try { g() catch(matherr& m){...m.debug_print();...; //polimorfismo c++/rsb 14

16 EXCEÇÃO DEFAULT try {... catch (ibuf) {... trata overflow do buffer... catch (io) {... trata erros de io... catch(stdlib) {... trata excecoes da lib... catch(... ) {... trata qualquer outra... c++/rsb 15

17 ESPECIFICAÇÕES DE EXCEÇÕES NA INTERFACE

18 Especificações de Exceções na Interface ESPECIFICAÇÃO DE EXCEÇÕES Uma função pode especificar as exceções que pode levantar por meio da cláusula throw(e1, E2,..., En) Por exemplo, void f(int a) throw(x2, x3); especifica que f() somente pode levantar exceções x2 e x3 e exceções delas derivadas Qualquer outra exceção causa chamada a unexpected(), que aborta a execução Função declarada sem especificação de exceções pode levantar qualquer exceção. Por exemplo: void f(int a); Função que não levanta exceção alguma especifica throw() Por exemplo: void f( ) throw(); c++/rsb 17

19 Especificações de Exceções na Interface SEMÂNTICA DA ESPECIFICAÇÃO DE EXCEÇÕES A definição: void f() throw (x2, x3) {...corpo... é equivalente a: void f() { try {...corpo... catch(x2) { throw; catch(x3) { throw; catch(...) { std::unexpected(); c++/rsb 18

20 Especificações de Exceções na Interface CONSISTÊNCIA DE ESPECIFICAÇÕES DE EXCEÇÕES Se a declaração de uma função tem uma especificação de exceção, então todas as suas outras declarações, incluindo a sua definição devem ter exatamente a mesma especificação de exceção Por exemplo, texto abaixo não compila: int f( ) throw(std::bad_alloc); int f( ) {... // erro: falta especificaç~ao de exceç~oes c++/rsb 19

21 Especificações de Exceções na Interface ESPECIFICAÇÃO DE EXCEÇÕES E FUNÇÃO VIRTUAL Uma função virtual só pode ser sobre-escrita por uma função que tem uma especificação de exceção no máximo as mesmas exceções class B { public: virtual void f( ) ; // levanta qualquer uma virtual void g( ) throw(x,y); virtual void h( ) throw(x); ; class D: public B { public: void f( ) throw(x); // OK void g( ) throw(x); // OK: menos exceç~oes que B::g void h( ) throw(x,y); // Erro: mais que B::h c++/rsb 20

22 PILHAS E FILAS SEM EXCEÇÕES

23 PILHAS E FILAS SEM EXCEÇÕES PILHA class IntStack { int last; int* item; int top; public: IntStack(int max); void push(int v); int pop( ); bool empty( ); c++/rsb 22

24 PILHAS E FILAS SEM EXCEÇÕES PILHA... IntStack::IntStack(int max) { if(max<=0) exit(1); // aceitável? this.last=max -1; item=new int[max]; top = -1; int IntStack::push(int v) { if (top==last) return 1; item [++top] = v; return 0; int IntStack::pop(int* erro){ if(empty( )){*erro = 1; return 0; else *erro = 0; return item[top--]; bool IntStack::empty( ) {return (top == -1); c++/rsb 23

25 PILHAS E FILAS SEM EXCEÇÕES FILA class IntQueue { int front; int back; int nextpos; int* item; public: IntQueue(int max); void insert(int v); int remove( ); bool empty( ); c++/rsb 24

26 PILHAS E FILAS SEM EXCEÇÕES FILA... IntQueue::IntQueue(int max) { if(max<=0) exit(1); // aceitável? item = new int[max]; front = 0; back = 0; int IntQueue::insert(int v) { nextpos = (++back) % max; if (nextpos == front) return 2; back = nextpos; item[back]= v; return 0; int IntQueue::remove(int* erro) { if(empty( )){*erro=1; return 0; else *status = 0; front = (++front % max); return item[front] ; bool IntQueue::empty( ) { return (front == back); c++/rsb 25

27 PILHAS E FILAS SEM EXCEÇÕES PILHA E FILA int main( ) { IntStack s = IntStack(5); int erro; int k; IntQueue q = IntQueue(5); for (int i=0; i<= 10; i++) {... if (s.push(i)!=0){...; para onde vou? else {...A...;... if(q.insert(i,&erro)!=0){...; para onde vou? else {...B k=s.pop(&erro); if(erro!=0){...; para onde vou? else{...c k=q.remove(&erro; if(erro!=0){...; para onde vou? else{...d... c++/rsb 26

28 PILHAS, FILAS E EXCEÇÕES

29 PILHAS, FILAS E EXCEÇÕES CLASSES DE EXCEÇÃO struct Ex_Max { byte id; Ex_Max(byte id){ this.id = id; struct Ex_Min{ byte id; Ex_Min(byte id){this.id = id; struct Ex_Tam { int max; Ex_Tam(int max){this.max = max; c++/rsb 28

30 PILHAS, FILAS E EXCEÇÕES PILHA class IntStack { int last; int* item; int top; public: IntStack(int max) throw(ex_tam); void push(int v) throw(ex_max); int pop throw(ex_min)( ); bool empty( ); c++/rsb 29

31 PILHAS, FILAS E EXCEÇÕES PILHA... IntStack::IntStack(int max) throw(ex_tam){ if(max<=0) throw Ex_Tam(max); this.last=max -1; item=new int[max]; top = -a; void IntStack::push(int v) throw(ex_max) { if (top==last) throw Ex_Max(1); item [++top] = v; int IntStack::pop( ) throw(ex_min){ if(empty( )) throw Ex_Min(1); return item[top--]; bool IntStack::empty( ) {return (top == -1); c++/rsb 30

32 PILHAS, FILAS E EXCEÇÕES FILA class IntQueue { int front; int back; int nextpos; int[ ] item; public: IntQueue(int max) throw(ex_tam); void insert(int v) throw(ex_max); int remove( ) throw(ex_min); bool empty( ); c++/rsb 31

33 PILHAS, FILAS E EXCEÇÕES FILA... IntQueue::IntQueue(int max) throw(ex_tam) { if(max<=0) throw Ex_Tam(max); item = new int[max]; front = 0; back = 0; void IntQueue::insert(int v) throw(ex_max) { nextpos = (++back) % max; if (nextpos == front) new Ex_Max(2); back = nextpos; item[back]= v; int IntQueue::remove( ) throw(ex_min) { if(empty( )) throw Ex_Min(2); front = (++front % max); return item[front] ; bool IntQueue::empty( ) { return (front == back); c++/rsb 32

34 PILHAS, FILAS E EXCEÇÕES PILHA E FILA int main( ) { IntStack s = IntStack(5); IntQueue q = IntQueue(5); int k; for (int i=0; i<= 10; i++) { try {... s.push(i);...a... q.insert(i);...b... k = s.pop();...c... k = q.remove();...d... catch(ex_max e) { if (e.id == 2) cout << "Na Fila" ; else cout << "Na Pilha" ; catch(ex_min e) {... catch(ex_tam e) {... c++/rsb 33

35 PILHAS, FILAS E EXCEÇÕES FIM c++/rsb 34