2.7.3. Исключения в программных средах

Важно отметить, что речь далее пойдет только о тех исключительных ситуациях, которые программист знает, как исправить. Если программист не знает, как исправить исключительную ситуацию (это, как правило, относится к исключениям типа GPF и ко всем исключениям низкого уровня, кроме деления на ноль), то обработку этого исключения необходимо оставить системе.

Кроме того, речь здесь пойдет о новой (относительно) концепции обработки чисто программных ошибок - обработке на уровне исключений, когда о наличии ошибки программа сигнализирует исключительной ситуацией, что повышает наглядность и структурированность программы.

Для того чтобы программа могла создавать исключительные ситуации и уметь их обрабатывать система программирования должна обладать специальными средствами, о которых речь пойдет ниже.

Такими средствами обладают языки Ада, Си++, среда Delphi, Java.

Дадим общую характеристику исключений с точки зрения языка высокого уровня.

При возникновении исключения нормальное выполнение программы прекращается и инициируется работа обработчика исключения. После завершения обработки исключения выполнение программы не возобновляется в точке возникновения исключения. Процесс установления связи между конкретной ошибочной ситуацией и соответствующим обработчиком называется возбуждением исключения. При возбуждении операторы, описанные в обработчике, выполняются. Сам обработчик исключений помещается в конце блока программы. Если в данном блоке не описан обработчик исключительной ситуации, то обработка исключения передается в блок, внешний по отношению к тому блоку, в котором возбуждено исключение, и т.д. Такая передача исключения называется распространением исключения. Если и в самом внешнем блоке программы отсутствует обработчик, то обработка исключения передается среде и выполнение программы в этом случае аварийно завершается.

Традиционно для проверки наличия ошибочной ситуации используются явные проверки, которые загромождают программу.

Приведем пример работы с файлом. Последовательность работы с файлом выглядит следующим образом:

void FileWork()

{

open(…);//Открыть файл;

read(…);//Прочитать данные из файла;

write(…);//Записать данные в файл;

close(…);//Закрыть файл;

}

На каждом шаге может возникнуть ошибка ввода-вывода, приводящая к аварийному завершению программы. Например, файл отсутствует или читаем данные за концом файла.

Чтобы программа не завершалась аварийно, надо после каждой операции проверять результат выполнения операции:

void FileWork()

{

int rc = open(…);

if (rc == -1) {

perror(“open:”);

exit(0);

}

rc = read(…);

if (rc == -1) {

perror(“read:”);

exit(0);

}

rc = write(…);

if (rc == -1) {

perror(“write:”);

exit(0);

}

rc = close(…);

if (rc == -1) {

perror(“close:”);

exit(0);

}

}

После каждой операции ввода-вывода необходимо делать явные проверки. Если таких операций много, то громоздкость программы становится очевидной и наглядность резко снижена.

Обработчик исключений позволяет отделить операторы работы с файлом от операторов проверки ошибочной ситуации и скомпоновать проверки в отдельной части программы, не перемежая их с операторами, в которых могут возникать ошибки. В общем виде это будет выглядеть для нашего примера следующим образом:

void FileWork()

{

try{

open(…);

read(…);

write(…);

close(…);

}catch(…){

Операторы обработки исключения, например, сообщение пользователю об ошибке;

}

}

Впервые подобный способ обработки ошибочных ситуаций был предложен в языке высокого уровня Ада и далее был распространен на более широко используемые языки.

Заключение по разделу 2

Еще раз сопоставим все пять перечисленных методов замены контекста.

1. Процедуры - самый простой способ замены контекста на основе одного стека.

2. Сопрограммы - отличаются от процедур наличием собственных стеков каждая.

3. Процедуры ОС выполняют еще более глубокую замену контекста с включением проверки прав пользователя на этот вызов.

4. Прерывания - это асинхронный способ замены контекста, обусловленный внешней по отношению к процессору причиной, с необязательным возвратом в прерванную программу.

5. Исключения - это также асинхронный способ замены контекста, но обусловленный внутренними причинами - ошибками в ходе выполнения операций программы.

24

Раздел 2