Programování v C++ 1, 17. cvičení

Transkript

1 Programování v C++ 1, 17. cvičení výjimky 1 1 Fakulta jaderná a fyzikálně inženýrská České vysoké učení technické v Praze Zimní semestr 2018/2019

2 Přehled 1 2

3 Shrnutí minule procvičené látky Binární vyhledávací strom strom typu T pravidlo uspořádání vrcholů ve stromu zpracování stromu přímé zpracování vnitřní zpracování pozdní zpracování základní operace se stromem: vložení vrcholu do stromu tisk dat uložených ve vrcholech zrušení stromu vyhledání vrcholu odstranění vrcholu

4 Rozbor domácího úkolu Zadání Do šablony List doplňte následující metody, které budou implementovat třídění přímým výběrem: 1 Item<T>* List<T>::findMinimum(Item<T> *i) pro nalezení prvku s nejmenší hodnotou za prvkem i 2 void List<T>::swap(Item<T> *a, Item<T> *b) pro prohození prvků a a b 3 void List<T>::sort() pro seřazení seznamu.

5 Třídění seznamu Algoritmus třídění přímým výběrem Máme spojový seznam s N prvky, potom pro všechny i=1, 2,..., N V 1. kroku najdeme nejmenší prvek v celém seznamu a prohodíme jeho obsah s obsahem 1. prvku. Získáme setříděnou část seznamu délky 1. 2 Ve 2. kroku najdeme nejmenší prvek v části seznamu začínající druhým prvkem a prohodíme jeho obsah s obsahem 2. prvku. Získáme setříděnou část seznamu délky 2. 3 V i. kroku najdeme nejmenší prvek v části seznamu začínající i. prvkem a prohodíme jeho obsah s obsahem i-tého. prvku. Získáme setříděnou část seznamu délky i.

6 Řešení 1 template<typename T> 2 Item<T>* List<T>::findMinimum(Item<T> *p){ 3 Item<T> *min = p; 4 while(p!=last){ 5 if(p->getdata() < min->getdata()) 6 min = p; 7 p = p->next; 8 } 9 return min; 10 } template<typename T> 13 void List<T>::swap(Item<T> *pa, Item<T> *pb){ 14 T c = pa->getdata(); 15 pa->setdata(pb->getdata()); 16 pb->setdata(c); 17 }

7 Vlastní třídění 1 template<typename T> 2 void List<T>::sort(){ 3 Item<T> *p = first->next; 4 Item<T> *min; 5 //pro vsechny prvky od druheho po posledni 6 while(p!=last){ 7 //najdi minimum 8 min = findminimum(p); 9 if(min!=p) //prohod 10 this->swap(min, p); 11 p = p->next; 12 } 13 }

8 v C++ pouze v C++ (v C strukturované výjimky rozšíření MS) výjimka je běhová chyba při vzniku výjimky nemůže program normálním způsobem pokračovat v C++ synchronní výjimky vznikají v programu ošetření chyby: kde vznikla? běhová chyba jako důsledek logické chyby vzniklé na jiném místě programu pro ošetření chyby potřeba dostat se na místo jejího vzniku výjimky umožňují snadno, rychle a bezpečně přejít na jiné místo v programu a také umožňují přenést z místa vzniku chyby informace potřebné k jejímu ošetření výjimky podporovány překladači od poloviny 90. let

9 Chráněný blok operace, které mohou vyvolat vznik výjimky, do chráněného bloku: pokusný blok handler(y) pokud v pokusném bloku nevznikne výjimka, provedou se všechny v něm uvedené příkazy a řízení pokračuje prvním příkazem za hlidaným blokem pokud v pokusném bloku vznikne výjimka, řízení se v místě vzniku výjimky přeruší a pokračuje některým z handlerů pokud příslušný handler neukončí program, řízení pokračuje za hlídaným blokem při vzniku výjimky se hledá vhodný handler, který by ji ošetřil; pokud se nenajde v bloku, kde vznikla, pokračuje hledání v nadřazeném bloku šíření výjimky neošetřená výjimka

10 Syntaxe Chráněný_blok pokusný_blok seznam_handlerů Pokusný_blok try složený_příkaz Seznam_handlerů handler seznam_handlerů nep Handler catch(deklarace_výjimky) složený_příkaz Deklarace_výjimky analogické specifikaci jednoho formálního parametru funkce

11 Vyvolání výjimky k vyvolání výjimky slouží příkaz throw Výraz_throw throw přiřazovací_výraz nep hodnota přiřazovacího výrazu nese informaci o výjimce tuto hodnotu lze v handleru použít k ošetření výjimky typ výjimky dán typem přiřazovacího výrazu zavolání příkazu throw ukončí pokusný blok a způsobí přenos řízení do nejbližšího handleru pro daný typ výjimky pokud se ve funkci, kde vznikla výjimka, nenajde odpovídající handler, funkce se ukončí a handler se bude hledat v nadřazeném bloku

12 Specifikace výjimek v deklaraci funkce výjimky se šíří po blocích možnost definovat, které výjimky se můžou šířit z funkce: Deklarace_funkce_se_specifikací_výjimek hlavička_funkce hlavička_funkce noexcept Příklady: 1 void f(); z těla f se může šířit výjimka libolného typu 2 void g() noexcept; z těla g se nesmí šířit žádná výjimka neočekávaná výjimka

13 Třída ListException 1 #ifndef LISTEXCEPTION_H_INCLUDED 2 #define LISTEXCEPTION_H_INCLUDED 3 4 #include <exception> 5 #include <string> 6 #include <iostream> 7 8 using namespace std; 9 10 class ListException : public exception{ 11 string message; 12 public: 13 ListException(string msg) : message(msg){} 14 virtual const char* what() const noexcept{ 15 return message.c_str(); 16 } 17 }; #endif // LISTEXCEPTION_H_INCLUDED

14 Příklad: vyjmutí posledního prvku seznamu 1 zarážku přesuň na předchozí prvek 2 původní zarážku odstraň ze seznamu 3 do položky další nové zarážky ulož nulový ukazatel 4 vrat data z nové zarážky 1 template<typename T> 2 T List<T>::pop_back(){ 3 if(empty()) 4 throw ListException("Nelze vybirat 5 z prazdneho seznamu"); 6 last = last->prev; 7 delete last->next; 8 last->next = nullptr; 9 return last->getdata(); 10 }

15 Použití chráněného bloku 1 int main(){ 2 try{ 3 List<int> s; 4 cout << "1. hlaseni z pokusneho bloku" << endl; 5 cout << s.pop_back() << endl; 6 cout << "2. hlaseni z pokusneho bloku" << endl; 7 s.push_back(5); 8 s.sort(); 9 } 10 catch(listexception &e){ 11 cout << e.what() << endl; 12 } 13 cout << "Toto uz je za handlerem" << endl; 14 return 0; 15 }

16 Ošetření vytvoření prvku první přístup Použití operátoru new s parametrem nothrow: 1 template<typename T> 2 void List<T>::push_back(T d){ 3 last->setdata(d); 4 Item<T> *tmp = new(nothrow) Item<T>(); 5 if(tmp){ 6 last->next = tmp; 7 tmp->prev = last; 8 last = tmp; 9 } else{ 10 throw ListException("Nelze alokovat 11 pamet pro novy prvek"); 12 } 13 }

17 Ošetření vytvoření prvku druhý přístup Použití operátoru new bez parametru nothrow: 1 template<typename T> 2 void List<T>::push_front(T d){ 3 try{ 4 first->setdata(d); 5 Item<T> *tmp = new Item<T>(); 6 first->prev = tmp; 7 tmp->next = first; 8 first = tmp; 9 } 10 catch(bad_alloc &e){ 11 throw ListException("Nelze alokovat 12 pamet pro novy prvek"); 13 } 14 }

18 Univerzální handler handlerů může být v chráněném bloku více vhodný handler se prohledává v seznamu odshora využití dědičnosti handler exception zachytí výjimky třídy exception a její potomky zachytí všechny standardní výjimky konkrétní typy by měly být v seznamu handleru uvedeny nahoře univerzální handler zápis jako výpustka:... zachytí výjimky všech typu musí být uveden jako poslední propadnutí do univerzálního handleru znamená většinou opomenutí ošetření nějaké výjimky

19 Shrnutí 1 Šablona seznamu dokončení třídění přímým výběrem 2 Synchronní výjimky v jazyce C++ synchronní výjimka jako běhová chyba vzniklá v programu chráněný blok pokusný blok handlery vyvolání výjimky: příkaz throw šíření výjimek šíření informace o chybě neošetřená výjimka univerzální handler