Обработка исключительных ситуаций c: C ++ — Обработка исключений

Java, JS, PHP, Python, C++

Исключения в программировании (exceptions) — это механизм, который позволяет программе обрабатывать нетипичную ситуацию и при этом не прекращать работу. Благодаря этому механизму разработчик может описать в коде реакцию программы на такие ситуации.

Простой пример: в программе-калькуляторе исключением может стать ситуация, когда пользователь решит поделить на ноль. Это не должно стать ошибкой, из-за которой рушится вся программа, но чтобы ситуация не застопорила исполнение остального кода, нужно ее правильно обработать. Для этого необходимы обработчики исключений. Они позволяют «сказать» программе, что ей делать, если такое случится.

Механизм обработки исключений существует в большинстве языков программирования. Он может быть реализован немного по-разному, но общая суть схожа: это всегда какие-то особые случаи, которые надо обработать отдельно. Мы при описании будем отталкиваться от особенностей исключений в Java, но встретить их можно и в других языках: JavaScript, PHP, Python, C++ и так далее.

Зачем нужны исключения

Механизм обработки исключений может понадобиться любому разработчику. Если не отслеживать исключительные ситуации, может возникнуть незаметная ошибка, которая нарушит работу всего кода, или программа может «зависнуть» либо «упасть» — потому что сложный момент не был обработан как надо.

Работа без исключений

Исключения нужны, чтобы программа продолжала относительно корректно работать, даже если что-то пошло не так.

Работа с исключениями

Какими бывают исключения

Исключения делятся на две большие группы, которые пересекаются друг с другом: синхронные и асинхронные. Синхронные могут возникнуть только в конкретном месте программы или при выполнении определенной операции: открытие файла, деление и так далее. Асинхронные могут возникнуть когда и где угодно. Их «ловят» по-разному, чтобы успешно отслеживать и те, и другие.

Мы сказали, что эти группы пересекаются друг с другом, хотя по логике они противоположны. Пересечение происходит потому, что при выполнении операций асинхронным может стать даже формально синхронное исключение, и наоборот.

Как происходит работа с исключениями

• Разработчик пишет код и понимает, что в какой-то момент в том или ином месте может возникнуть нештатная ситуация. Бывает, что исключения добавляют в уже написанный код — например, нештатную ситуацию обнаружили при тестировании.
• В этом месте пишется особый блок кода — обработчик. Он говорит программе: здесь может возникнуть особая ситуация, если она случится, выполни вот это.
• Внутри обработчика — функция, которая выполнится, если программа столкнется с описанной ситуацией. Она или исправит ситуацию, или скорректирует дальнейшее выполнение программы.

Бывают исключения, которые нельзя предусмотреть. Разработчики обрабатывают не все возможные нештатные ситуации, а только самые очевидные, чтобы не перегружать код. Это справедливо для большинства сфер разработки, кроме тех, где слишком высока цена ошибки.

Как устроена обработка исключений

Существуют разные виды обработки: структурная и неструктурная, с возвратом и без возврата. Они различаются механизмом действия, но общая суть одна: это функция, которая запускается, если в коде случилась та или иная исключительная ситуация. Тут можно использовать условный оператор if или специальные синтаксические конструкции.

В примере с делением на ноль обработчик может отменить попытку деления и сказать пользователю, что на ноль делить нельзя, — но это самый простой пример. В реальности все сложнее.

Обработка с возвратом и без возврата. Эти виды обработки различаются реакцией на случившееся исключение. Версия с возвратом предполагает, что обработчик попытается разрешить проблему, а когда ему это удастся, вернет программу к исходному поведению. В итоге она будет работать так, как если бы исключения не возникало.

Вот пример: не запустился скрипт, необходимый для работы следующего скрипта. Следующий скрипт заметил это, зафиксировал исключение и обратился к обработчику, который запустил нужный скрипт «вручную». После этого все может работать, как и было задумано.

Обработка без возврата — вид обработки, когда проблема не ликвидируется, а участок кода, который не получается выполнить, пропускается. В примере со скриптами обработка «переключила» бы выполнение кода на момент, где уже не понадобится незаработавший скрипт.

Структурная и неструктурная обработка. Это два способа подключить обработчики. В первом случае они встраиваются в код, а когда генерируется исключение, для него выбирается тот или иной обработчик в зависимости от ситуации. Во втором случае обработчики существуют отдельно и «подключаются» к конкретным видам исключений с помощью специальных команд. Способ выбирается в зависимости от вида исключения, особенностей кода и языка.

Обычно асинхронные исключения обрабатывают неструктурно, а синхронные — структурно.

Гарантированное завершение. Так называется отдельный вид функции, которая обычно пишется после обработчика. Она описывает действия, которые должны произойти в этой части кода вне зависимости от того, произошло исключение или нет.

Исключения и ошибки: разница

Кроме исключений, в языках программирования существует механизм обработки ошибок. Их часто путают, особенно новички. И то, и другое подразумевает нетипичную ситуацию, в которой работу программы нельзя продолжить корректно. Но есть и различия:

• ошибка означает, что программа «упала», что ее работу нельзя продолжить и она должна быть завершена. Ошибку невозможно исправить — только сообщить о ней пользователю, записать в лог и прекратить исполнение кода;
• исключение — это нештатная ситуация, которую тем не менее можно попробовать починить «на ходу», не закрывая программу. В этом есть смысл, в отличие от ситуации с ошибкой.

Это действительно похожие понятия. В Java, например, сущности исключений и ошибок наследуются от общего предка — интерфейса Throwable. Но ошибка — это явление, когда что-то сделать принципиально не получается. А исключение — ситуация, когда программа просто не знает, что делать, если не указать на это дополнительно.

Можно провести аналогию. Мама послала дочь в магазин за покупками и сказала ей купить батон хлеба. Если хлеба в магазине не оказалось, девочка не сможет его купить. Это ошибка. А если в магазине есть три вида батонов, или все батоны вчерашние, а девочка не знает, нужен ли маме только свежий хлеб, или батон есть, но только из ржаной муки, — это исключения.

В первом случае дочь просто вернется домой и ничего не купит. Из-за ошибки программа не выполняется. Во втором случае девочка позвонит маме и спросит, что ей делать. Программа передаст управление обработчику, чтобы тот разрешил сложную ситуацию.

Когда пользоваться исключениями, а когда — ошибками

В некоторых случаях разработчики описывают все нештатные ситуации как исключения. Например, при создании новых библиотек, которые должны быть очень гибкими и подразумевать многие ситуации — то, что критично для одной задачи, окажется поправимым в другой. Но это редкие случаи, и чаще приходится выбирать между обработкой ошибки и исключения.

Обработчики ошибок советуют использовать тогда, когда проблема не решаема изнутри программы. Например, у приложения нет связи с сервером — оно не может продолжать работу без этого. Или какие-то критичные файлы оказались повреждены, и из-за этого код просто нельзя исполнить. Или в системе закончилась свободная память. Это никак не поправить программными способами.

Исключениями стоит пользоваться, если возникла нештатная, неправильная ситуация, которую не подразумевает логика работы программы. Но программу при этом не нужно выключать и завершать — надо исправить или «перескочить» проблемный момент и сохранить все остальное.

Как начать пользоваться исключениями

В большинстве языков механизм обработки исключений есть по умолчанию — это популярная функция. Но приступать к работе с ними рекомендуют после изучения базовых возможностей языка. Мы советуем идти от простого к сложному: начать с основ и затем переходить к комплексным темам. Конкретно обработка исключений обычно изучается перед тем, как человек переходит к практическим проектам, потому что любая более-менее сложная программа может столкнуться с исключениями в ходе работы.

Обработка исключений C. Программирование на C и C++ для новичков

Обработка исключительных ситуаций в С — это процесс, который пригодится каждому программисту на этом языке.

 

Обработка исключений в С и С++

Обработка исключительных ситуаций в С применяет 3 основных и важных слова:

• try — блок, в коде которого будут искаться ошибки;

• catch — блок, который знает, что делать с найденными ошибками;

• throw — оператор, который принудительно вбрасывает ошибку в программу для возбуждения работоспособности try и catch и генерации точки входа обработки исключений.

Обработка исключений в С имеет довольно простой принцип:

Код, в котором мы ожидаем появление ошибок (они же исключения!), помещается в блок try. Когда в этом блоке обнаруживается исключение (ошибка), то оно перехватывается подходящей инструкцией catch и обрабатывается.

Блоки try и catch генерируются по следующей форме:

try {

    //код-инструкция, который нужно обработать на исключения

catch ( описание типа и аргумента) {

//инструкция блока catch }

catch ( описание типа и аргумента) {

//инструкция блока catch }

}

 

Блок try может быть разных размеров. Он может содержать в себе лишь часть какой-нибудь функции, которую нужно проверить на ошибки, а может содержать весь блок main(), то есть охватить обработку исключений всей программы.

Когда в try будет найдена какая-то ошибка, она будет перехвачена блоком catch, который обладает соответствующей инструкцией. То есть для одного try может быть написано множество catch для обработки разных типов исключений. Один catch = один тип исключений (ошибок). Соответственно, catch исполняется, только когда его инструкции соответствуют найденной ошибке в try. А если в блоке try не будут найдены никакие исключения, то никакой catch выполняться не будет.

Бывает такое, что в программе находятся ошибки, для которых нет инструкций catch. В этом случае программа может завершиться в аварийном режиме.

Когда найденная ошибка в блоке try передается соответствующей инструкции catch, вся программа приостанавливает свою работу и ждет завершения работы блока catch. Ошибка, прошедшая catch, считается обработанной, и после окончания работы этого блока возобновляется работа всей обрабатываемой программы.

 

Обработка исключений в С: блок catch

С блоком try все ясно — там может быть любой объем кода, который нужно проверить на исключения. Но что может быть в блоке catch? В принципе там можно написать любую нужную инструкцию или же вообще блок можно оставить пустым. Но чаще всего эти блоки выполняют три основные вещи:

1. Выводят сообщение об исключениях в Консоль или лог-документ.

2. Возвращают значение и код ошибки обратно в cаller.

3. Генерируют другое исключение для отправки его в другой блок try.

 

Заключение

Обработка исключений в С — это несложная операция. Чтобы начать ее применять, нужно запомнить 3 основные вещи:

1. Когда используется оператор throw, то обработка исключений начинается в тот же момент с ближайшего блока try, даже если он находится выше по стеку. Если в этом try есть инструкция catch для обработки данного исключения, то точка входа программы перейдет в данный обработчик. А само вброшенное исключение будет считаться обработанным.

2. Если в ближайшем try не будет нужных обработчиков catch для вброшенного исключения, то программа начнет выполняться со следующего try.

   И так до тех пор, пока не будет найден нужный catch и не определится точка входа программы.

3. Тип исключения и тип обработчика должны совпадать. К примеру, если ошибка типа float, то она не обработается catch типом int, а если исключение типа int — никогда не обработается catch типом char и т. д.

Обработка ошибок — документация c-extension-tutorial

Язык программирования C не имеет исключений, как Python делает. В C все функции имеют одно возвращаемое значение, которое необходимо закодировать. возвращаемое значение, а также достоверность результата.

Глобальный индикатор исключений

CPython использует три переменные для хранения состояния текущего исключения. Эти хранить тип текущего исключения, значение текущего исключения и трассировка Python текущего исключения. Это как усиленный

ошибка .

Эти значения можно задать или запросить с помощью семейства функций PyErr_* .

Распространение ошибок

Если функция C API вызывает ошибку, индикатор исключения будет установлен a будет возвращено значение, указывающее, что произошел сбой. Как потребитель функцию API, вам необходимо явно проверить возвращаемое значение этой ошибки и вернуть значение, указывающее, что ваша функция также не удалась.

ПУСТО PyObject*

В CPython API значение NULL никогда не допустимо для PyObject* , поэтому он используется для сообщения о возникновении ошибки. Для пример: PyLong_FromUnsignedLong() возвращает PyObject* ; однако, когда память не может быть выделена, устанавливается PyExc_MemoryError . и возвращается NULL .

Это наиболее распространенный индикатор ошибок, который используется для

PyCFunction с.

Логические значения

Если функция не возвращает PyObject* , необходимо указать новый сигнализатор ошибок. Общим случаем является функция, которая возвращает логическое значение. В С API эти функции фактически вернут int , а не bool . Этот позволяет вернуть три состояния: 1 = True , 0 = False и -1 = Ошибка .

Другое

В очень особых случаях функция должна будет явно вызвать новый дозорный ценить. Например: PyLong_AsUnsignedLong() возвращает значение своего аргумент как unsigned long. Ни одно значение в домене кода не используется, поэтому оно указывает что UNSIGNED_LONG_MAX будет возвращено, и пользователь должен проверить посмотрите, было ли вызвано исключение с помощью

PyErr_Occurred() .

Подсчет ссылок

Важно не забывать очищать все ресурсы или ссылки при выходе рано для исключения. Распространенным шаблоном является использование оператора goto error для очистить все ваши ссылки перед возвратом НОЛЬ .

Вызов исключений

Чтобы явно установить индикатор ошибки, мы можем использовать один из PyErr_SetString() или PyErr_Format() . Эти функции занимают тип исключения и либо сообщение, либо строку формата сообщения и поднимите данное исключение Python. После установки исключения нам нужно очистить наш ссылки, а затем вернуть NULL или какой-либо другой сигнал, чтобы указать что наша функция не удалась.

Существуют также помощники для вызова общих исключений, таких как: PyErr_NoMemory()

.

Стандартные исключения

Все встроенные исключения доступны в C со схемой именования PyExc_{Name} , где Name — это имя, которое отображается в Python. Для пример:

PyExc_IndexError совпадает с IndexError из Python.

Полный список исключений можно найти здесь: https://docs.python.org/3.6/c-api/exceptions.html#standard-exceptions

Добавление обработки ошибок в

fib

Теперь, когда мы знаем об обработке и распространении исключений, давайте попробуем защитить против неверного ввода в fib .

Откройте fib.c и добавьте обработку ошибок около PyLong_AsUnsignedLong() для правильного распространения исключений.

Что такое обработка исключений? — SearchSoftwareQuality

Качество программного обеспечения

К

• Александр С. Гиллис, Технический писатель и редактор

Что такое обработка исключений?

Обработка исключений — это процесс реагирования на нежелательные или неожиданные события при запуске компьютерной программы. Обработка исключений связана с этими событиями, чтобы избежать сбоя программы или системы, и без этого процесса исключения нарушили бы нормальную работу программы.

Исключения возникают по многим причинам, включая неверный ввод данных пользователем, ошибки кода, сбой устройства, потерю сетевого подключения, нехватку памяти для запуска приложения, конфликт памяти с другой программой, попытку программы разделить на ноль или попытку пользователя для открытия файлов, которые недоступны.

При возникновении исключения специальные конструкции языка программирования, аппаратные механизмы прерывания или средства межпроцессного взаимодействия операционной системы обрабатывают исключение.

Обработка исключений отличается от обработки ошибок тем, что первая включает условия, которые приложение может обнаружить, а не серьезные проблемы, которых приложение может захотеть избежать. Напротив, обработка ошибок помогает поддерживать нормальный ход выполнения программы.

Как используется обработка исключений?

Если в программе много операторов и на полпути ее выполнения возникает исключение, операторы после исключения не выполняются, и программа аварийно завершает работу. Обработка исключений помогает гарантировать, что этого не произойдет при возникновении исключения.

Блок try обнаруживает и отправляет любые найденные исключения в блоки catch, которые затем их обрабатывают.

Обработка исключений может перехватывать и генерировать исключений. Если функция обнаружения в блоке кода не может справиться с аномалией, исключение передается функции, которая может обработать исключение. Оператор catch — это группа операторов, которые обрабатывают конкретное выброшенное исключение. Параметры перехвата определяют конкретный тип создаваемого исключения.

Обработка исключений полезна для работы с исключениями, которые нельзя обработать локально. Вместо того, чтобы показывать статус ошибки в программе, обработчик исключения передает управление туда, где ошибка может быть обработана. Функция может генерировать исключения или может обрабатывать исключения.

Код обработки ошибок также можно отделить от обычного кода с помощью блоков попыток , которые представляют собой код, заключенный в фигурные скобки или квадратные скобки, которые могут вызвать исключение. Пробные блоки могут помочь программистам классифицировать объекты исключений.

Скобка try содержит код, который обнаруживает исключение и предотвращает сбой приложения.

Какие существуют типы исключений?

Исключения могут относиться к следующим двум классам исключений:

1. Проверенные исключения. Также называемые исключениями времени компиляции , компилятор проверяет эти исключения в процессе компиляции, чтобы убедиться, что исключение обрабатывается программистом. Если нет, то в системе отображается ошибка компиляции. К проверенным исключениям относятся SQLException и ClassNotFoundException.
2. Непроверенные исключения. Также называемые исключениями времени выполнения , эти исключения возникают во время выполнения программы. Эти исключения не проверяются во время компиляции, поэтому за обработку этих исключений отвечает программист. Непроверенные исключения не дают ошибок компиляции. Примеры непроверенных исключений включают NullPointerException и IllegalArgumentException.

Обработка исключений в Java и обработка исключений в C++

Несмотря на то, что блоки try, throw и catch одинаковы в языках программирования Java и C++, в каждом языке есть некоторые основные различия.

Например, обработка исключений C++ имеет блок перехвата всех , который может перехватывать различные типы исключений, а Java — нет. Точно так же C++ может генерировать примитивов и указателей как исключения, но Java может генерировать только объекты как исключения.

В отличие от C++, в Java есть как проверяемые, так и непроверяемые исключения. Java также имеет finally , которое выполняется после блока try-catch для очистки. C++ не имеет блока finally. Однако в будущих версиях Java метод finalize будет удален, а это означает, что пользователям придется искать другие методы для обработки ошибок и очистки Java.

Примеры обработки исключений

Ниже приведены примеры исключений:

• SQLException — это проверенное исключение, возникающее при выполнении запросов к базе данных для синтаксиса языка структурированных запросов.
• ClassNotFoundException — проверенное исключение, возникающее, когда требуемый класс не найден — либо из-за ошибки командной строки, либо из-за отсутствия файла CLASS, либо из-за проблемы с путем к классам.
• IllegalStateException — это непроверенное исключение, возникающее, когда состояние среды не соответствует выполняемой операции.
• IllegalArgumentException — это непроверенное исключение, возникающее, когда методу передается неправильный аргумент.
• NullPointerException — это непроверенное исключение, которое возникает, когда пользователь пытается получить доступ к объекту, используя ссылочную переменную, которая имеет значение null или пуста.

В этом примере переменная не определена, поэтому console.log генерирует исключение. Скобка try используется для содержания кода, который сталкивается с исключением, поэтому приложение не аварийно завершает работу. Блок catch пропускается, если код работает. Но если возникает исключение, то ошибка перехватывается и выполняется блок catch.

Узнайте о передовых методах обработки исключений для разработки безопасного кода, включая процесс создания и обработки различных исключений.

Последнее обновление: июнь 2022 г.

Продолжить чтение Об обработке исключений

• Откройте для себя три ключевые функции защиты от эксплойтов в Windows 10

• Разбивка концепций объектно-ориентированного программирования

• Изучите 5 приемов защитного программирования от экспертов

• Сравнение 6 лучших языков программирования

• Исправление 5 наиболее распространенных типов ошибок времени выполнения в Java

Углубитесь в инструменты и методы тестирования программного обеспечения

• Передовой опыт обработки исключений Java

  Автор: Кэмерон Маккензи

• Что такое проверяемые и непроверяемые исключения в Java?

  Автор: Кэмерон Маккензи

• Либо регистрируйте, либо повторно вызывайте исключения Java, но никогда не делайте и того, и другого

• Пример работы подавленных исключений в Java

  Автор: Кэмерон Маккензи

Облачные вычисления

• 4 рекомендации, чтобы избежать привязки к поставщику облачных услуг

  Без надлежащего планирования организация может оказаться в ловушке отношений с облачным провайдером. Следуйте этим …

• Подходит ли вам облачная стратегия?

  Стратегия, ориентированная на облачные технологии, имеет свои преимущества и недостатки. Узнайте, как избежать рисков и построить стратегию, которая …

• Как использовать сценарии запуска в Google Cloud

  Google Cloud позволяет использовать сценарии запуска при загрузке виртуальных машин для повышения безопасности и надежности. Выполните следующие действия, чтобы создать свой…

Архитектура приложений

• Как выжить, когда царит развитие Waterfall

  Несмотря ни на что, методология Waterfall поддерживает бесчисленное количество команд разработчиков программного обеспечения. …

• Необработанный, но растущий потенциал банковского обслуживания без ядра

  Несмотря на то, что банковское дело без ядра все еще является новой концепцией, оно демонстрирует большой потенциал для освобождения банков от жестких программных систем, которые. ..

• Основы достижения высокой сплоченности и низкой связанности

  Легко сказать «высокая сплоченность, низкая связанность», но так ли легко это реализовать на практике? Мы рассмотрим некоторые основы …

ITОперации

• Оператор Kubernetes и контроллер: в чем разница?

  Операторы и контроллеры Kubernetes управляют ресурсами кластера, но играют разные роли в экосистеме Kubernetes. Исследуйте …

• Как выбрать показатели ИТ-операций, которые приносят реальную пользу

  Огромный объем данных, собираемых в современных ИТ-средах, может быть ошеломляющим. Но сосредоточившись на пользовательском опыте, ИТ-эксплуатация…

• Дочерняя компания Comcast пережила мартовское безумие с помощью AIOps

  Сокращение количества предупреждений AIOps навело порядок в хаотической среде компании FreeWheel, специализирующейся на телевизионной рекламе, как раз вовремя для большого испытания . ..

TheServerSide.com

• JavaScript против TypeScript: в чем разница?

  TypeScript и JavaScript — две дополняющие друг друга технологии, которые лежат в основе как клиентской, так и серверной разработки. Вот…

• Как применить принцип единой ответственности в Java

  Как работает модель единой ответственности в программе Java? Здесь мы покажем вам, что означает этот принцип SOLID и как …

• 3 ежедневных вопроса Scrum

  В Руководстве по Scrum 2020 удалены все ссылки на три ежедневных вопроса Scrum, но значит ли это, что вам больше не следует их задавать?

ПоискAWS

• AWS Control Tower стремится упростить управление несколькими учетными записями

  Многие организации изо всех сил пытаются управлять своей огромной коллекцией учетных записей AWS, но Control Tower может помочь.