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, Модула-2, 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 в Паскале. Последовательность работы с файлом выглядит следующим образом:

Procedure FileWork;

Begin

Открыть файл;

Прочитать данные из файла;

Записать данные в файл;

Закрыть файл;

End {FileWork};

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 отключить проверку правильности выполнения операций ввода-вывода средой Паскаля (ключ компилятора {$I-}) и после каждой операции проверять значение переменной IOResult. То есть оформлять программу следующим образом:

Procedure FileWork;

Begin

Открыть файл;

If IOResult <> 0 Then Begin

Writeln('Error!');

Exit;

End {If};

Прочитать данные из файла;

If IOResult <> 0 Then Begin

Writeln('Error!');

Exit;

End {If};

Записать данные в файл;

If IOResult <> 0 Then Begin

Writeln('Error!');

Exit;

End {If};

Закрыть файл;

If IOResult <> 0 Then Begin

Writeln('Error!');

Exit;

End {If};

End {FileWork};

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:

Procedure FileWork;

Begin

Открыть файл;

Прочитать данные из файла;

Записать данные в файл;

Закрыть файл;

Exception :

Операторы обработки исключения, например, сообщение пользователю об ошибке;

End {FileWork};

Впервые подобный способ обработки ошибочных ситуаций был предложен в языке высокого уровня Ада и далее был распространен на более широко используемые языки. Для иллюстрации технологии обработки исключений рассмотрим принципы реализации обработки исключений в Delphi.