C++-运行时类型信息，异常（day11）
一、運行時類型信息
1、typeid運算符
頭文件：#include<typeinfo>
C++的標準頭文件，都對應相應的類
//sizeof(類型/變量/表達式)，返回內存大小
typeid（類型/變量/表達式），返回typeinfo類型的對象，其中包含name（）成員函數，返回字符串，描述類型信息
雖然與函數調用形式相同，但是typeid是操作符。
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int x;cout<<typeid(int).name()<<endl;//不同編譯器的字符串描述可能不同cout<<typeid(x).name()<<endl;cout<<typeid(int* [5]).name()<<endl;
cout<<typeid(int（*） [5]).name()<<endl;//數組指針
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class X{protected:virtual void foo(void){} };class Y{protected:void foo(void){} }class Z{void foo(void){}};void func(X& x){/*if(!strcmp(typeid(x).name(),"1Y")){cout<<"Y"<<endl;}else if(!strcmp(typeid(x).name(),"1Z")){cout<<"Z"<<endl;}else(!strcmp(typeid(x).name(),"1X")){cout<<"X"<<endl;}*/ //typeinfo類中已經重載的operator==函數if(!strcmp(typeid(x).==typeid(Y))){cout<<"Y"<<endl;}else if(!strcmp(typeid(x)==typeid(Z))){cout<<"Z"<<endl;}else(!strcmp(typeid(x)==typeid(X)){cout<<"X"<<endl;}}?
注意：
typeid的使用是基于基類中存在虛函數，并且子類繼承并覆蓋了虛函數。否則typeid無法獲取類型信息。
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2、動態(tài)類型轉換運算符（day3）
目標類型變量=dynamic_cast<目標類型>目標源類型變量
使用場景：適用于具有多態(tài)繼承關系的父子類指針或者引用之間的顯式轉換。
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class A{virtual void foo(void){}};class B:publicＡ｛void foo(void)｝;class C:publicA｛void foo(void)｝;class D{};B b;A* pa=&b;//B* pb=pa;//向下轉換，編譯報錯//B* pb=static_cast<B*>(pa);//ok B* pb=dynamic_cast<B*>(pa);//ok//C* pc=static_cast<C*>(pa);//因為pa已經指向了B*的類型，雖然可以通過，但是不安全 C* pc=dynamic_cast<C*>(pa);//程序執(zhí)行階段進行轉換，而靜態(tài)轉換是程序編譯階段進行轉換，雖然不報錯，但是pc的地址將為空。執(zhí)行時動態(tài)類型轉換會做類型檢查，如果是無關的類，無法轉換。 D* pc=dynamic_cast<D*>(pa);//也為空//可以打印出pa，pb，pc的地址，可見pc為空地址//使用引用的不合理類型動態(tài)轉換時，執(zhí)行時會進程會被終止?
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dynamic_cast在轉換的過程中，會根據多態(tài)的特性，檢查父子類的指針或者引用目標類型是否一致，如果一致則轉換成功，否則轉換失敗，如果是指針轉換，則返回NULL，如果是引用轉換，則拋出異常“bad_cast”
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二、異常（Exception）
1、常見錯誤
1）語法錯誤
2）邏輯錯誤
3）功能錯誤
4）設計缺陷
5）需求不符
6）環(huán)境異常
7）操作不當
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2、C的錯誤處理機制
1）通過返回值表示錯誤
class A{public:A(void){cout<<"A::A()"<<endl;}~A(void){cout<<"~A::A()"<<endl;}};//通過返回值表示錯誤int func3(void){A a;FILE* fp=fopen("none.text","r");if(fp==NULL){cout<<"file open error!"<<endl;return -1;}fclose(fp)return 0;}int func2(void){A a;if(func3()==-1){return -1;}return 0;}int func1(void){A a;if(func2()==-1){return -1;}//... retuern 0;}int main(void){if(func1()==-1){return -1;}//...return 0;}//通過返回值表示錯誤 棧區(qū)對象在出現異常之后，能夠正常釋放?
2）通過遠程跳轉來處理錯誤
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jmp_buf g_env;//包含頭文件#include<setjmp.h>
class A{public:A(void){cout<<"A::A()"<<endl;}~A(void){cout<<"~A::A()"<<endl;}};//通過返回值表示錯誤int func3(void){A a;FILE* fp=fopen("none.text","r");if(fp==NULL){longjmp(g_env,-1);}//...fclose(fp)return 0;}int func2(void){A a;func3()；return 0;}int func1(void){A a;func2()；//...retuern 0;}int main(void){if(setjmp(g_nev)==-1){//先設置g_env，如果有錯誤，會再次直接跳轉到此處
cout<<"file open error!"<<endl;
}
func1();//...return 0;} ?
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使用遠程跳轉棧區(qū)對象無法得到釋放
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?通過返回值表示錯誤
優(yōu)點：函數調用路徑中所有的局部對象都能夠得到正常的析構，不會內存泄漏。
缺點：錯誤處理流程比較復雜，逐層判斷，代碼臃腫
通過鹽城跳轉機制處理錯誤
優(yōu)點：不需要逐層判斷，實現一步到位的錯誤處理，代碼精簡
缺點：函數調用的路徑中布局對象失去被析構的機會，形成內存析構
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?3、C++的異常處理機制
? 結合C中兩種錯誤處理的優(yōu)點，同時避免他們的缺點，在形式上實現一步到位的錯誤處理，無需逐層判斷返回值，所有的局部對象得到正常的析構。
class A{public:A(void){cout<<"A::A()"<<endl;}~A(void){cout<<"~A::A()"<<endl;}};//通過返回值表示錯誤int func3(void){A a;FILE* fp=fopen("none.text","r");if(fp==NULL){throw -1；//拋出異常 }//... fclose(fp)return 0;}int func2(void){A a;func3()；return 0;}int func1(void){A a;func2()；//... retuern 0;}int main(void){try{func1();//...出現異常，此處將不會得到執(zhí)行，直接跳轉到catch }catch(int ex/*拋出的異常數據類型*/){cout<<"file open error！"<<endl;return -1;}//...return 0;}?
如果執(zhí)行到throw語句，會逐層返回執(zhí)行}，并且內存會得到釋放?
4、C++異常語法
（1）異常拋出
throw 異常對象;//拋出的異常會被放到安全區(qū)，無法手動訪問
如：
throw -1;
throw "file error";
throw 對象;
（2）異常捕獲
try{
//可能引發(fā)異常的語句
}
catch(異常類型1){
//異常類型1的處理
}
catch（異常類型2）{
//異常類型2的處理
}
...
catch（.../*可以匹配任意類型*/）{
//針對其他類型的處理
}
class FileError{ public:FileError(){}FileError(const string& file,int line):m_file(file),m_line(line){cout<<"拋出位置"<<m_file<<","<<m_line;} private:string m_file;int m_line; }; class A{public:A(void){cout<<"A::A()"<<endl;}~A(void){cout<<"~A::A()"<<endl;}};//通過返回值表示錯誤int func3(void){A a;FILE* fp=fopen("none.text","r");if(fp==NULL){throw FileError(__FILE__,__LINE__);/*注意，是雙下劃線，而不是單下劃線__FILE__ 包含當前程序文件名的字符串__LINE__ 表示當前行號的整數__DATE__ 包含當前日期的字符串__STDC__ 如果編譯器遵循ANSI C標準，它就是個非零值__TIME__ 包含當前時間的字符串*///FileError ex;//throw ex;throw "file error";throw -1；//拋出異常 }//... fclose(fp)return 0;}int func2(void){A a;func3()；return 0;}int func1(void){A a;func2()；//... retuern 0;}int main(void){try{func1();//...出現異常，此處將不會得到執(zhí)行，直接跳轉到catch }catch(int ex/*拋出的異常數據類型*/){cout<<"file open error！"<<endl;return -1;}catch(const char* ex){cout<<"file error!"<<endl;return -1;}catch(FileError& ex){//如果拋出的是對象，最好是用引用cout<<"FileError"<<endl;return -1;}//...return 0;}
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注意：
（1）如果沒有類型可以匹配，那么拋出的異常將被系統鎖捕獲，進程將被回收。內存被釋放
（2）如果有兩個連續(xù)的throw語句，只會被執(zhí)行一個，因為在throw時候，直接跳轉到}執(zhí)行。
（3）如果拋出的是類的對象，最好使用引用。
（4）在面向對象的編程中，一般都是拋出對象，而不是整數或者字符串等基本類型，因為類比基本類型可以存儲更多信息。比如日志等
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5、異常-擴展
class A{}；class B:public A{};void func(void){//...throw(B);//throw(A); }int main(void){try{func();}catch(A& ex){//向上造型可以匹配B類異常 cout<<"捕獲到A類異常"<<endl;return -1;}catch(B& ex){cout<<"捕獲到B類的異常"<<endl;return -1;}return 0;}//上述代碼中B異常將無法被捕獲，無論是拋A，還是拋B，正確的處理方式應該把子類的異常捕獲放在基類之前，防止發(fā)生向上造型。?
注意：
catch的匹配是自上而下進行匹配，而不是選擇最優(yōu)匹配，所以應該把子類的異常捕獲放在基類之前，防止發(fā)生向上造型。
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6、異常說明1）可以在函數原型中增加異常說明，說明該函數可能拋出的異常類型。提前通知編譯器，函數會拋出的異常類型
返回類型 函數名（形參表）[cosnt]throw(異常類型表){...}
不加異常說明列表，異常也能夠被正常捕獲，和不加的區(qū)別在于，如果函數拋出了與說明列表不符的類型，這個異常將不會被捕獲。自然也會被系統所捕獲。
2）函數的異常說明只是一種承諾，表示該函數不會拋出說明列表意外的類型。意外的異常將會被系統所捕獲。
3）如果不寫異常說明，表示可以拋出任何異常
4）空異常說明,throw(),表示不會拋出任何異常。
5）如果函數的聲明和定義分開，在聲明和定義部分都要加上異常說明。并且說明列表必須相同，但是順序可以改變。
7、異常說明與多態(tài) class FileError{}; class MemError{};class Base{ public:virtual void func(void)throw(FileError,MemError){} };class Derived:public Base{ public:void func(void){}//虛函數覆蓋會失敗，因為子類的虛函數覆蓋函數沒有異常說明，這里異常說明范圍可以縮小，但是不能擴大 };
如果基類中的虛函數帶有異常說明，它的子類中，該函數的覆蓋版本不能比基類版本拋出更多異常，否則編譯器報出“放松throw限定”錯誤
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