Výjimky v C++ - dokončení - Builder.cz - Informacni server o programovani

3. července 2001, 00.00 | V tomto článku dokončíme téma výjimek v C++. Podíváme se podrobněji na situaci, kdy výjimka opustí tělo funkce main, na vyvržení nepovolené výjimky a na výjimku bad_alloc.

Nyní se podívejme, co se stane, jestliže výjimka není odchycená a opustí tělo funkce main. K tomuto účelu si napíšeme velice jednoduchý program:

#include <iostream>
using namespace std;

int main()
{
	throw 1; /* Výjimka typu int */
	cout  << "Nestane se" << endl;
	return 0;
}

V minulém článku jsem nedoporučoval používat jako výjimky primitivní datové typy, ale teď jsem to sám udělal. Snad mi to odpustíte, o typ výjimky teď vůbec nejde. Můžeme tento program zkompilovat a spustit. Uvidíme, že program se ukončí s nějakou chybovou hláskou na stderr. Neošetřená výjimka je dost závažná chyba, proto takto "tvrdý" konec. Výjimka bude vyvržená tak, jak jsme si ukázali minule. Opustí-li výjimka tělo naší funkce main, dojde k zavolání funkce terminate. Tato funkce, není-li předepsáno jinak, vypíše onu chybovou hlášku a ukončí program zavoláním funkce abort. Funkce abort se postará o to, aby volajícímu procesu byla vrácena návratová hodnota 3. Takové chování nemusí být žádoucí. Můžeme například chtít vrátit jinou návratovou hodnotu, vypsat jinou, nebo žádnou hlášku (stderr u programů pod OS Windows není). Toho lze docílit pomocí funkce set_terminate. Funkce má jako parametr ukazatel na funkci, kterou má vyvolat volání funkce terminate. Funkce terminate i set_terminate jsou deklarovány v hlavičkovém souboru exception. Ve starších překladačích se tento soubor může jmenovat jinak. Například except.h Uveďme příklad:

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

void mojeTerminate()
{
	cerr <<"Bohužel, programátor nebyl schopen ošetřit výjimky."<<endl;
	exit(-10); /* Doporučuji vždy ukončit program. */
}

int main()
{
	set_terminate(mojeTerminate);
	throw 1; /* Výjimka typu int */
	cout  << "Nestane se" << endl;
	return 0;
}

Takto je chování programu v případě, že výjimka opustí funkci main, dáno ANSI normou. Problém nastane u aplikací pro Windows, které žádný stderr nemají. Chováni funkce terminate je jiné, a nejspíše se pro každý překladač liší. Například Borland C++ Builder vytvoří dialogové okno s hláškou: "Abnormal program termination". Budete-li ale chtít experimentovat s výjimkami v GUI aplikaci, zjistíte, že všechny výjimky vyvržené z metod formulářů jsou ošetřeny nějakým mechanizmem, který je pro programátora "neviditelný". Chcete-li si zkusit v GUI aplikaci v BCPPB vyvrhnout výjimku z funkce WinMain (obdoba main), musíte výjimku vyvrhnout přímo v této funkci. Pokud možno mimo blok try. U GUI aplikací v OS Linux tento problém nenastává, protože v Unixových systémech mají i GUI aplikace svůj standardní chybový výstup.

Je-li z těla funkce, nebo metody vyvržená výjimka, která není v seznamu výjimek, které mohou být z těla funkce, nebo metody vyvrženy, dojde k zavolání funkce unexpected. Tato funkce implicitně zavolá funkci terminate. Chování funkce unexpected lze změnit pomocí funkce set_unexpected, která má jako svůj parametr ukazatel na funkci bez parametrů a vracející void. Použití funkce set_unexpected je obdobné jako použití funkce set_terminate. Funkce unexpected je deklarována v souboru exception. Příklad:

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

void mojeUnexpected()
{
	cerr << "Bohužel, programátor špatně pracuje s výjimkami"  << endl;
	exit(-10);
}

void f() throw()
{
	throw 1;
}

int main()
{
	set_unexpected(mojeUnexpected);
	f();
	return 0;
}

V standardní knihovně C++ se výjimky příliš nepoužívají. Informace o chybě se často předává jako předem určená návratová hodnota z funkce, nebo metody, nebo pomocí chybového stavu - viz třeba objekt cin, nebo jiný objekt třídy istream, se kterým nelze pracovat v případě, že přečte chybná data. Několik standardních výjimek v C++ ale přece jenom je. Budeme se k nim postupně dostávat v dalších článcích. Všechny tyto výjimky jsou děděny ze třídy exception. Jedna výjimka, o které by jsme už ale měli vědět je výjimka typu bad_alloc, nebo nějaký její potomek, kterou vyvrhne operátor new v případě, že selže. V některých starších překladačích, které neodpovídají normě, se setkáme s výjimkou typu xalloc. Výjimka bad_alloc je definována v prostoru jmen std. Operátor new v případě selhání může buď vrátit NULL, nebo vyvrhnout tuto výjimku. Operátor new může selhat v situaci, kdy nelze alokovat požadovanou paměť. Úplné ošetření činnosti operátoru new je následující:

{
	int *pointer;
	try
	{
		if ((pointer = new int[3]) == NULL)
		{ /* Přece jenom - pro jistotu */
			cout << "Vrátil NULL" << endl;
		}
	}
	catch (std::bad_alloc &b)
	{ 
		cout << "Vyhodil výjimku" << endl;
	}
}

Jak se chová new, když selže, se můžete přesvědčit například tak, že v tomto příkladě místo čísla 3 (velikost pole) dáte hodně velké číslo. Chcete-li možnost vyvržení výjimky u operátoru new potlačit, lze to pomoci parametru operátoru new, který je nothrow:

{
	int *i;
	i = new(nothrow) int[10]; /* Určitě new nevyvrhne výjimku. */ 
}

Nevyvrhne-li výjimku operátor new, neznamená to samozřejmě, že nějaká nemůže být vyvržena z konstruktoru, který bude zavolán. Výjimka bad_alloc, i parametr nothrow (Je to vlastně prázdná struktura.) se vztahují pouze na selhání alokace paměti.

Výjimky jsou určitě skvělá a pohodlná věc. Vše ale něco stojí. Při používání výjimek platíme tu největší daň za používání objektově orientovanému programování. Výsledný program používající výjimky bude jednak o mnoho větší a také mnohem pomalejší. Bude pomalejší dokonce i tehdy, nebude-li žádná výjimka vyvržená. Stačí pouze, že existuje blok try. Uvědomme si, co vše se musí v hlídacím bloku kontrolovat. To vše stojí čas a také jsou k tomu potřebné instrukce navíc. Záleží-li Vám opravdu na rychlosti programu, potom je používání výjimek na pováženou. Naopak ale například v programovacím jazyce Java se to výjimkami jen "hemží" a s rychlostí si nikdo nedělá starosti. Stejně tak podíváme-li se například na funkci WinMain v BCPPB, zjistíme, že celé její tělo je vlastně v hlídacím bloku. Používání výjimek je sice drahé, ale pro programátora velmi užitečné.

To by k výjimkám bylo asi tak vše. Příště se podíváme na dynamickou identifikaci typů.