ООП / учебное_пособие

if(n1==100) break;

f1.write(reinterpret_cast<char *>(&n1),sizeof(int)); cout<<f1.rdstate()<<endl;

}

while(1)

{cin>>n1; if(n1==100) break;

f2.write(reinterpret_cast<char *>(&n1),sizeof(int)); cout<<f2.rdstate()<<endl;

}

f1.close();

f2.close();

файла

if(!f3) error("ошибка открытия файла","f3.txt"); f1.read(reinterpret_cast<char *>(&i1),sizeof(int)); n1=f1.rdstate();

f2.seekg(-sizeof(int),ios::end); n2=f2.tellg();

f2.read(reinterpret_cast<char *>(&i2),sizeof(int)); while(!n1 && n2>=0)

{

while(i1<i2 && !n1) // перезапись из первого файла

{f3.write(reinterpret_cast<char *>(&i1),sizeof(int)); f1.read(reinterpret_cast<char *>(&i1),sizeof(int));

n1=f1.rdstate();

}

while(i1>=i2 && n2>=0) // перезапись из ворого файла

{ f3.write(reinterpret_cast<char *>(&i2),sizeof(int)); n2-=sizeof(int);

f2.seekp(n2);

f2.read(reinterpret_cast<char *>(&i2),sizeof(int));

}

}

while(!n1) // считывание в буфер до 20 символов

{ f3.write(reinterpret_cast<char *>(&i1),sizeof(int)); f1.read(reinterpret_cast<char *>(&i1),sizeof(int)); n1=f1.rdstate();

}

while(n2>=0) // считывание в буфер до 20 символов

171

{ f3.write(reinterpret_cast<char *>(&i2),sizeof(int)); n2-=sizeof(int);

f2.seekp(n2);

f2.read(reinterpret_cast<char *>(&i2),sizeof(int));

}

f3.seekg(0);

while(1)

{f3.read(reinterpret_cast<char *>(&i1),sizeof(int)); if(f3.rdstate()) break;

Далее рассмотрим пример удаления и добавления в файл информации о банковских реквизитах клиента (структура inf).

#include<iostream>

#include<fstream>

#include<string> using namespace std;

ostream& operator << (ostream &out, File &obj)

{inf p;

out << "File " << obj.GetName() << endl; obj.Remote();

while(obj.Read(p))

out<<"\nКлиент -> "<<p.cl<<' '<<p.pk<<' '<<p.sm; return out;

}

{fstr->open(filename, ios::in | ios::out | ios::binary| ios::trunc); // бинарный if (!fstr->is_open()) return -1;

return 0;

{fstr->seekg(0,ios_base::beg); // сдвиг указателя на get на начало fstr->seekp(0,ios_base::beg); // сдвиг указателя на put на начало

void File::Add(inf cldata)

{fstr->seekp(0,ios_base::end); fstr->write(reinterpret_cast<char*>(&cldata),sizeof(inf));

fstr->flush();

}

173

int File::Del(int pos) // функция удаления из потока записи с номером pos

{ int n; Remote();

fstr->seekp(0,ios_base::end); // для вычисления maxpos maxpos = fstr->tellp(); // позиция указателя put maxpos/=sizeof(inf);

if(maxpos<pos) return -1; while(pos<maxpos)

{n=pos++*sizeof(inf);

fstr->seekg(n, ios::beg); // сдвиг на позицию, следующую за pos

//т.к. нумерация в файле начинается с 0

fstr->read(reinterpret_cast<char*>(&cldata),sizeof(inf)); n=-2*sizeof(inf);

fstr->seekp(n, ios::cur); fstr->write(reinterpret_cast<char*>(&cldata),sizeof(inf));

}

strcpy(cldata.cl,""); // для занесения пустой записи в

fstr->seekp(n, ios::end); fstr->write(reinterpret_cast<char*>(&cldata),sizeof(inf)); fstr->flush(); // выгрузка выходного потока в файл

}

int main(void)

{int n;

File myfile("file"); if(myfile.Open() == -1)

{ cout << "Can't open the file\n";

return -1;

}

while(1)

{cin>>cldata.cl; if(cldata.cl[0]== 'q') break;

cin>>cldata.pk>>cldata.sm;

myfile.Add(cldata);

}

cout << myfile << endl; // просмотр файла cout << "Введите номер клиента для удаления "; cin>>n;

if(myfile.Del(n) == -1)

cout << "Клиент с номером "<<n<<" вне файла\n"; cout << myfile << endl; // просмотр файла

174

}

7.7. Основные функции классов ios, istream, ostream

Из диаграммы классов ввода−вывода следует, что классы ios, istream, ostream являются базовыми для большинства классов. Класс ios является ти- пом-синонимом для шаблона класса basic_ios, производным от класса ios_base.

template <class E, class T = char_traits<E> > class basic_ios : public ios_base

{public:

iostate rdstate() const; // возвращает текущее состояние потока void clear(iostate state = goodbit); // устанавливает состояние потока в

basic_ostream<E, T> *tie() const;

basic_ostream<E, T> *tie(basic_ostream<E, T> *str);

basic_streambuf<E, T> *rdbuf() const; // возвращает указатель на буфер

// ввода−вывода basic_streambuf<E, T> *rdbuf(basic_streambuf<E, T> *sb); basic_ios& copyfmt(const basic_ios& rhs);

locale imbue(const locale& loc); E widen(char ch);

char narrow(E ch, char dflt); protected:

basic_ios();

void init(basic_streambuf<E, T>* sb);

};

Далее приводятся прототипы некоторых функций классов istream и ostream.

template <class E, class T = char_traits<E> >

class basic_istream : virtual public basic_ios<E, T> {public:

bool ipfx(bool noskip = false); void isfx();

streamsize gcount() const; int_type get(); basic_istream& get(E& c);

basic_istream& get(E *s, streamsize n);

175

basic_istream& get(E *s, streamsize n, E delim); basic_istream& get(basic_streambuf<E, T> *sb); basic_istream& get(basic_streambuf<E, T> *sb, E delim); basic_istream& getline(E *s, streamsize n)E basic_istream& getline(E *s, streamsize n, E delim);

streamsize readsome(E *s, streamsize n);

basic_istream& putback(E c);// возвращает обратно в поток предыдущий // символ, полученный из потока функцией get

basic_istream& unget(); pos_type tellg();

basic_istream& seekg(pos_type pos);

basic_istream& seekg(off_type off, ios_base::seek_dir way); int sync();

};

template <class E, class T = char_traits<E> >

class basic_ostream : virtual public basic_ios<E, T> {public:

bool opfx(); void osfx();

basic_ostream& put(E c);

basic_ostream& write(E *s, streamsize n); // неформатированный вывод basic_ostream& flush();

pos_type tellp();

basic_ostream& seekp(pos_type pos);

basic_ostream& seekp(off_type off, ios_base::seek_dir way);

};

Вопросы и упражнения для закрепления материала

1.Создайте определенный пользователем класс Point, который содержит скрытые компоненты-данные xCoord и yCoord и объявляет перегруженные функции–операторы «взять из потока» и «поместить в поток» как дружественные функции класса.

2.Напишите функцию main, которая проверяет ввод и вывод определенного пользователем класса Point c помощью перегруженных операций «взять из потока» и «поместить в поток».

3.Напишите программу, демонстрирующую, что функция get оставляет символ-ограничитель во входном потоке, а getline извлекает его из потока и от-

176

брасывает. Что происходит с непрочитанными символами в потоке?

4.Реализуйте класс, для которого оператор [] перегружен, чтобы выполнять чтение символов из указанной позиции файла.

5.Верны ли следующие высказывания (обоснуйте ответ):

-функция-элемент read не может быть использована для чтения дан-

ных из объекта ввода cin;

- данные в файле последовательного доступа всегда обновляются без перезаписи соседних данных;

- чтобы найти требуемую запись, необходимо просмотреть все записи в файле произвольного доступа.

6.Написать программу копирования файла в обратном порядке. Чтение происходит блоками. Обработать ошибки.

7.Написать программу копирования файла с удалением лишних пробелов. Обработать ошибки.

8.ИСКЛЮЧЕНИЯ В С++

Исключения – возникновение непредвиденных условий, например, деление на ноль, невозможность выделения памяти при создании нового объекта и т.д. Обычно эти условия завершают выполнение программы с системной ошибкой. С++ позволяет восстанавливать программу из этих условий и продолжать ее выполнение. В то же время исключение – это более общее, чем ошибка, понятие и может возникать и тогда, когда в программе нет ошибок.

Механизм обработки исключительных ситуаций является неотъемлемой частью языка С++. Этот механизм предоставляет программисту средство реагирования на нештатные события и позволяет преодолеть ряд принципиальных недостатков следующих традиционных методов обработки ошибок:

-возврат функцией кода ошибки;

-возврат значений ошибки через аргументы функций;

-использование глобальных переменных ошибки;

-использование оператора безусловного перехода goto или функций setjmp/longjmp;

-использование макроса assert.

Возврат функцией кода ошибки является самым обычным и широко применяемым методом. Однако этот метод имеет существенные недостатки. Во-первых, нужно помнить численные значения кодов ошибок. Эту проблему можно обойти, используя перечисляемые типы. Но в некоторых случаях функция может возвращать широкий диапазон допустимых (неошибочных) значений, и тогда сложно найти диапазон для возвращаемых кодов ошибки. Это и является вторым недостатком. И, в-третьих, при использовании такого механизма сигнализации об ошибках вся ответственность по их обработке ложится на программиста и могут возникнуть ситуации, когда серьезные ошибки могут остаться без внимания.

Возврат кода ошибки через аргумент функции или использование гло-

177

бальной переменной ошибки снимают прежде всего вторую проблему, однако по-прежнему остаются первая и третья. Кроме того, использование глобальных переменных не является особо позитивным фактором.

Использование оператора безусловного перехода в любых ситуациях является нежелательным, кроме того, оператор goto действует только в пределах функции. Пара функций setjmp/longjmp является довольно мощным средством, однако и этот метод имеет серьезнейший недостаток: он не обеспечивает вызов деструкторов локальных объектов при выходе из области видимости, что, естественно, влечет за собой утечку памяти.

И, наконец, макрос assert является скорее средством отладки, чем средством обработки нештатных событий, возникающих в процессе использования программы.

Таким образом, необходим некий другой способ обработки ошибок, который учитывал бы объектно-ориентированную философию. Таким способом и является механизм обработки исключительных ситуаций.

8.1. Основы обработки исключительных ситуаций

Обработка исключительных ситуаций лишена недостатков вышеназванных методов реагирования на ошибки. Этот механизм позволяет использовать для представления информации об ошибке объект любого типа. Поэтому можно, например, создать иерархию классов, которая будет предназначена для обработки аварийных событий. Это упростит, структурирует и сделает более понятной программу.

Рассмотрим пример обработки исключительных ситуаций. Функция div() возвращает частное от деления чисел, принимаемых в качестве аргументов. Если делитель равен нулю, то генерируется исключительная ситуация.

#include<iostream> using namespace std;

double div(double dividend, double divisor)

{if(divisor==0) throw 1; return dividend/divisor;

}

int main()

{double result; try {

result=div(77.,0.);

cout<<"Answer is "<<result<<endl;

}

catch(int){

cout<<"Division by zero"<<endl;

}

return 0;

}

178

Результат выполнения программы:

Division by zero

В данном примере необходимо выделить три ключевых элемента. Вопервых, вызов функции div() заключен внутрь блока, который начинается с ключевого слова try. Этот блок указывает, что внутри него могут происходить исключительные ситуации. По этой причине код, заключенный внутри блока try, иногда называют охранным.

Далее за блоком try следует блок catch, называемый обычно обработчиком исключительной ситуации. Если возникает исключительная ситуация, выполнение программы переходит к этому catch-блоку. Хотя в этом примере имеется один-единственный обработчик, их в программах может быть множество и они способны обрабатывать множество различных типов исключительных ситуаций.

Еще одним элементом процесса обработки исключительных ситуаций является оператор throw (в данном случае он находится внутри функции div()). Оператор throw сигнализирует об исключительном событии и генерирует объект исключительной ситуации, который перехватывается обработчиком catch. Этот процесс называется вызовом исключительной ситуации. В рассматриваемом примере исключительная ситуация имеет форму обычного целого числа, однако программы могут генерировать практически любой тип исключительной ситуации.

Если в инструкции if(divisor==0) throw 1 значение 1 заменить на 1. , то при выполнении будет выдана ошибка об отсутствии соответствующего обработчика catch (так как возбуждается исключительная ситуация типа double).

Одним из главных достоинств использования механизма обработки исключительных ситуаций является обеспечение развертывания стека. Развертывание стека – это процесс вызова деструкторов локальных объектов, когда исключительные ситуации выводят их из области видимости.

Сказанное рассмотрим на примере функции add() класса add_class, выполняющей сложение компонентов-данных объектов add_class и возвращающей суммарный объект. В случае, если сумма превышает максимальное значение для типа unsigned short, генерируется исключительная ситуация.

#include<iostream> using namespace std; #include<limits.h>

class add_class

{ private:

unsigned short num; public:

add_class(unsigned short a) { num=a;

cout<<"Constructor "<<num<<endl;

}

179

~add_class() { cout<<"Destructor of add_class "<<num<<endl; } void show_num() { cout<<" "<<num<<" "; }

void input_num(unsigned short a) { num=a; } unsigned short output_num(){return num;}

};

add_class add(add_class a,add_class b) // суммирование компонент num { add_class sum(0); // объектов a и b

unsigned long s=(unsigned long)a.output_num()+ (unsigned long)b.output_num();

if(s>USHRT_MAX) throw 1; // генерация исключения типа int sum.input_num((unsigned short) s);

return sum;

}

int main()

{ add_class a(USHRT_MAX),b(1),s(0); try{ // охранный блок

s=add(a,b);

cout<<"Result"; s.show_num(); cout<<endl;

}

catch(int){ // обработчик исключения типа int cout<<"Overflow error"<<endl;

}

return 0;

}

Результат выполнения программы:

Constructor 65535 Constructor 1 Constructor 0 Constructor 0

Destructor of add_class 0 Destructor of add_class 65535 Destructor of add_class 1 Overflow error

Destructor of add_class 0 Destructor of add_class 1 Destructor of add_class 65535

Сначала вызываются конструкторы объектов a, b и s, далее происходит передача параметров по значению в функцию. В этом случае происходит вызов конструктора копий (сначала для объекта b затем для a), созданного по умолчанию, именно поэтому вызовов деструктора больше, чем конструктора, затем, используя конструктор, создается объект sum. После этого генерируется ис-

180