85.异常(1)异常处理机制

异常：运行错误（比如无法打开文件，动态内存申请失败），导致程序无法继续正常运行；

处理异常的常用方法：

1.调用stdlib中的abort()函数：输出一个程序异常终止的信息，然后终止程序；

void abort(void) 用于中止程序执行，直接从调用的地方跳出；

2.利用函数的返回值报告错误；

其中，DBL_MAX是double型的最大值。

示例：

异常机制
遇到异常时，将控制权从程序的一个部分转移到另一个部分；

异常处理的组成部分
try块：用于标识可能抛出异常的程序块；
throw抛出异常：程序检测到异常时，跳出当前部分；
catch捕获异常：处理异常的程序；

示例：

将对象用作异常类型
throw可以抛出任何类型的值，catch捕获抛出值的类型（我们可以用不同的类型标识不同的错误）
我们可以设计一个简单的异常类型：

用异常类型区分不同的错误
如果程序中用到多个会抛出异常的函数，可以通过抛出的类型确定不同的处理过程：

86.异常(2)exception类

exception类
对于上一节中，用异常类型区分不同的错误，需要重复写catch，现在我们可以使用C++提供的标准类exception类，用作其他异常类的基类，其中有一个返回字符串的虚函数what()，用于返回出错的原因（利用了C++的多态性）

现在对于不同的异常类型，只需要一个catch就能调用不同的成员（利用了多态性），取决于try内部的操作抛出哪个异常类，但在catch中都是用基类去指向派生类。

bad_alloc异常类
对于异常类，除了exception基类，C++还有一个bad_alloc异常类：

• 申请动态变量失败时，早期的C++返回一个空指针，现在的C++则是抛出bad_alloc异常类，bad_alloc从exception派生，提供了what()
  

87.RTTI(1)

RTTI：运行阶段类型识别（Runtime Type Identification）

RTTI用途：
1.跟踪对象类型；
2.在继承结构中确定类型转换的安全性；

支持RTTI的元素
1.typeid运算符返回一个type_info类类型的值，type_info存储了有关特定类型的信息；
2.用dynamic_cast检查继承层次中基类指针或引用向派生类转换的合法性；

typeid运算符和type_info类
运算符typeid：获取对象的类型信息，是一元运算符
运算对象：类名 或 结果为对象的表达式
返回值：type_info对象的引用

type_info类：有一个成员函数name()，返回类或者对象对应的类名

示例

88.RTTI(2)

dynamic_cast运算符：用于检查是否可以安全将基类地址转换成派生类地址。

直接进行类型强制转换，编译器不会检查，会造成后期的内存读写错误，应该使用RTTI，如果返回空指针，对程序的后续行为执行才是安全的。

89.类型转换运算符

C语言风格的强制类型转换：(类型名) 表达式

比如：

int a=5;
char* p=(char*) &a;
int* pi=(int*) p;
1
2
3

C风格的强制类型转换缺点：没有检查或指明所做转换的意义。

C++严格规范转换限制，使得转换过程更加规范，并设置了4个类型转换运算符：

• dynamic_cast：用于检查是否可以安全将基类地址转换成派生类地址。
• const_cast
• static_cast
• reinterpret_cast

const_cast：删除对象的常量性质

输出结果为：

可以发现，其实const修饰的常量并没有被修改（因为常量在内存的不可变区域），const_cast的用途其实是：

• 当调用了一个形式参数不是const的函数，但实际参数是const的，但是我们确定这个函数不会对参数做修改，因此需要const_cast去除实际参数的const限定，以便函数能够接受这个实际参数。

static_cast：编译器支持的隐式转换(自动类型转换)
比如：

double x=1.998;
int a;
a=static_cast<int> x;
1
2
3

可以看出，static_cast是安全的转换，只是会丢失精度；

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C语言自动类型转换出现的场合
1.赋值或初始化时，如果右边的表达式计算结果类型与左边的变量类型不同：右边值被转换成左边变量类型；
2.函数参数传递时，实际参数被转换成形式参数的类型；
3.表达式中的运算数类型不一致，需要遵循转换规则：把精度小的运算数向精度大的运算数转换；

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reinterpret_cast：危险的转换，重新解释地址中的内容
比如：

reinterpret_cast这种转换看起来是没有意义的（因为两个变量之间没有关联关系），这种转换更多用在输入输出场景（把内存中的一块空间内容完整写入一个文件中）

C++相比C，增加了类型转换运算符，一是为了让编译器检查类型转换的合理性，二是为了让读代码的程序员看到当前类型转换的意义。

90.string类

对于C风格字符串：
用字符数组存储
无法用运算符进行操作
执行字符串操作时需要特别注意空间问题

C++中专门处理字符串的类，在库string中，用动态数组存储（动态数组可以回顾20.数组的替代品中的vector，注意到另一个替代品array类可以回顾78.类模板(2)非类型参数），必要时会自动扩大空间
功能：

• 不同的构造方法
• 字符串赋值(=)
• 字符串连接(+)
• 字符串比较(>, <, >=, <=, ==, !=)
• 字符串输入输出(>>, <<)
• 用下标访问字符串的元素

示例：

91.智能指针

问题引入

上述函数存在内存泄漏的可能：当抛出异常时，局部变量ps的空间被释放，但ps指向的动态变量没有释放。

解决方案是使用智能指针；

智能指针：可以在释放指针本身的空间时候，调用它指向的对象的析构函数，从而析构该指针指向的对象。

智能指针是一个类模板，模板参数是智能指针指向的对象类型。智能指针包含在库memory中。常用的智能指针有3种：

• auto_ptr：C++98提出
• unique_ptr：C++11提出
• shared_ptr：C++11提出

智能指针示例

3种智能指针的区别：多个指针指向同一个对象时，3种指针有不同的行为

auto_ptr：在赋值时，会将右边指针的控制权转移给左边指针，右边的指针就失去了控制权（自动指向NULL），这种情况下，对右边指针进行读写操作会出错；

unique_ptr：明确指出不允许共享，当发生指针赋值时，编译出错；

shared_ptr：允许多个指针指向同一个对象，析构时，只有最后一个析构的指针会调用对象的析构函数；

auto_ptr示例

unique_ptr示例

shared_ptr示例

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注意到85节中的抛出异常类，throw bad_hmean(a, b);语句，bad_hmean是一个类类型；

在91节智能指针中，出现auto_ptr ps (new string("sentence"))和auto_ptr (new string("sentence"))这种语句；

这些类的实例化方式，可以回顾53.对象构造中的内容

• throw bad_hmean(a, b);中的bad_hmean(a, b)是构造函数的显式调用；
• auto_ptr ps (new string("sentence"))是构造函数的隐式调用（定义对象时自动调用）；
• auto_ptr (new string("sentence"))是构造函数的显式调用。

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