BÀI TẬP LỚN LẬP TRÌNH HƯỚNG ĐỐI TƯỢNG ĐỀ TÀI “Tìm hiểu về kỹ thuật bắt lỗi vào/ra: Các bit lỗi (error-status bits) của lớp ios, các hàm đọc và thiết lập bit lỗi. Các hàm chuyển đổi xâu thành số. Kỹ thuật bắt lỗi sử dụng Exception. Viết chương trình nhập vào một phân số, đưa phân số đã nhập ra màn hình theo dạng ts/ms đã rút gọn. Chương trình cần kiểm tra sự hợp lệ của tử số và mẫu số, nếu không hợp lệ thì thông báo lý do sai và yêu cầu nhập lại. Cho rằng tử số và mẫu số hợp lệ phải là các số nguyên kiểu int. Các số nguyên phải được nhập vào dưới dạng xâu ký tự. Trong chương trình có cài đặt Exception cho lớp phân số”. Giảng viên hướng dẫn: Ngô Công Thắng Nhóm sinh viên thực hiện: Nguyễn Thị Hồng Anh Đào Thị Thanh Dung Lê Thị Dung Nguyễn Thị Mai Hoa Lớp: Tin52c Hà Nội – 5/2010 1 MỤC LỤC V. Kỹ thuật bắt lỗi sử dụng Exception 9 V.1. Thành phần Xử lý ngoại lệ 10 V.2. Stack Unwinding 10 PHẦN I: LÝ THUYẾT Tìm hiểu kĩ thuật bắt lỗi vào/ ra: các lỗi (error- status bít) của lớp ios, các hàm đọc và thiết lập bít lỗi. Tìm hiểu các hàm chuyển đổi xâu thành số. I. Giới thiệu I.1 Lớp ios Lớp ios là lớp cơ sở của tất cả các lớp stream và chứa các đặc điểm chính cần cho hoạt động của các stream C++. Ba đặc điểm quan trọng nhất là cờ định dạng, bit trạng thái lỗi và chế độ hoạt động file. 2 I.2. Các lỗi stream Từ trước đến nay chúng ta đã sử dụng các đối tượng cin và cout để nhập vào và đưa ra mà không cần biết gì thêm, chẳng hạn: Cout<<”hello”; Và cin>>n; Tuy nhiên, cách sử dụng này cho rằng không có lỗi gì xảy ra trong quá trình vào/ra. Điều này không phải lúc nào cũng đúng. Điều gì xảy ra nếu người sử dụng nhập vào chuỗi “chin” thay vì một số nguyên 9, hoặc ấn enter mà không nhập gì cả? Điều gì sẽ xảy ra nếu có một phần cứng bị lỗi? Chúng ta sẽ khảo sát những vấn đề như vậy trong phần này. Nhiều kĩ thuật cũng thích hợp với vào ra file. II. Các bít trạng thái lỗi của lớp ios (error-status bits) II.1. Các bit trạng thái lỗi Các bít trạng thái lỗi là một số enum ios báo cáo các lỗi xảy ra trong một hoạt động vào hoặc ra. Chúng bao gồm các bít sau: Các bit trạng thái-lỗi • Eofbit: Kết thúc tập tin; cờ này được kích hoạt nếu gặp dấu kết thúc tập tin. Nói cách khác khi kênh nhập không còn kí tự để đọc tiếp nữa. • Failbit: bít này được bật khi thao tác vào ra tiếp theo không thể tiến hành được. • Badbit: Bít này được bật khi kênh ở trạng thái không thể khôi phục được. Failbit và badbit chỉ khác nhau đối với các kênh nhập. Khi failbit được kích hoạt, các thông tin trước đó trong kênh nhập không bị mất; trong khi đó điều này không đúng với badbit. Tên Ý nghĩa good eofbit failbit badbit hardbit Không có lỗi( không có bít nào được thiết lập) Đã tới cuối file Hoạt động bị lỗi ( lỗi người sử dụng, EOF sớm) Hoạt động không hợp lệ Lỗi không thể khôi phục 3  Có thể nói rằng một thao tác tiếp theo phải chờ cho đến khi: -Trạng thái lỗi được sửa chữa -Các cờ lỗi được tắt II.2 Các thao tác trên các bit lỗi II.2.1 Đọc giá trị Trong lớp ios có định nghĩa 5 hàm thành viên: - eof(): Trả về 1 nếu gặp dấu kết thúc file, có nghĩa là eofbit được kích hoạt. - bad(): Trả về 1 nếu badbit được bật. - fail(): Trả về 1 nếu failbit được bật. - good(): Trả về 1 nếu ba hàm trên cho giá trị 0. - rdstate(): +Trả về một số nguyên dương ứng với tất cả các cờ lỗi. + Có thể dùng để kiểm tra goodbit, badbit, v.v + Sử dụng good(), bad() thì hơn II.2.2 Thay đổi các trạng thái lỗi Trong istream/ostream có hàm thành phần: void clear(int i=0); để bật các bit lỗi tương ứng với giá trị được sử dụng làm tham số. Thông thường, ta xác định giá trị đó dựa trên các hằng số của các cờ lỗi. Chẳng hạn, nếu f1 biểu thị 1 kênh, chỉ thị: f1.clear(ios::badbit); sẽ bật cờ lỗi badbit và tắt tất cả các cờ còn lại. Nếu ta không muốn bật cờ này đồng thời không muốn thay đổi giá trị các cờ khác, sử dụng chỉ thị sau: f1.clear(ios::badbit|f1.rdstate()); II.2.3 Định nghĩa các toán tử () và ! Có thể kiểm tra một kênh bằng cách xem nó như 1 giá trị logic. Điều này được thực hiện nhờ việc định nghĩa chồng trong lớp ios các tóan tử () và !. Chi tiết hơn, toán tử ()được định nghĩa chồng dưới dạng (trong đó f1 biểu thị 1 dòng): 4 (f1) -trả về 1 giá trị khác 0 nếu các cờ lỗi được tắt, có nghĩa là hàm good() có giá trị bằng 1. -trả về () trong trường hợp ngược lại, có nghĩa là khi good() có giá trị 0. III. Các hàm đọc và thiết lập các bít lỗi Nhiều hàm ios có thể dùng để đọc thậm chí thiết lập các bít lỗi này III.1 Nhập vào các số Chúng ta cùng xem cách kiểm soát lỗi khi nhập vào các số. Cách này áp dụng cho các đối tượng đọc vào từ bàn phím và đĩa Các hàm cho các bít lỗi: Hàm Chức năng Int=eof() Int=fail() Int= bad() Int=good() Clear(int=0) Trả lại true nếu EOF được thiết lập Trả lại true nếu failbit, hoặc badbit hoặc hardfail được thiết lập Trả lại true nếu badbit hoạc hardfail được thiết lập Trả lại true nếu mọi thứ đều tốt, không có bit nào được thiết lập Không có đối số, xóa tất cả các bit lỗi; nếu có đối số sẽ thiết lập các bit xác định, như trong clear(ios::failbit) Ví dụ 1: Ý tưởng là kiểm tra giá trị của goodbit, báo hiệu một lỗi nếu nó không phải là true và cho người sử dụng một cơ hội khác để nhập vào cho đúng. #include<iostream> using namespace std; int main() { int var; while (1) { cout<<"\n\t Nhap vao mot so nguyen:"; cin>>var; 5 if(cin.good()) //neu khong co loi nao { cin.ignore(10,'\n'); break; } cin.clear(); cout<<"\n\t nhap sai yeu cau nhap lai"; cin.ignore(10,'\n'); } cout<<"\n\t so nguyen var la:"<<var<<endl<<"\t"; return 0; } Lỗi thông dụng nhất mà hệ thống này tìm kiếm được khi đọc vào từ bàn phím là người sử dụng gõ vào không phải chữ số (chẳng hạn như “chin” thay vì 9). Điều này làm cho failbit được thiết lập. Tuy nhiên nó cũng tìm kiếm những hư hỏng liên quan đến hệ thống mà thông dụng là file đĩa. Các số dấu phẩy động (float, double, longdouble ) có thể được phân tích để tìm lỗi như với các số nguyên(int). III.2 Nhập quá nhiều kí tự Các kí tự phụ có thể là một vấn đề khi đọc vào từ các stream vào. Điều này đặc biệt đúng khi có lỗi. Điển hình là các kí tự phụ để lại trong stream sau khi việc nhập vào được coi như là hoàn tất. Lúc đó chúng được truyền tới hoạt động vào tiếp theo mặc dù chúng không được dùng cho họat động tiếp theo này. Thường thì một ‘\n’ vẫn còn ở lại. Nhưng dôi khi các kí tự khác cũng được để lại. Để giũ sạch những kí tự phụ này, hàm thành viên ignore(max,delim) của istream được sử dụng. Nó đọc và ném đi lên tới max kí tự, bao gồm cả kí tự giới hạn được chỉ rõ ở đối số thứ hai. Trong ví dụ trên, dòng lệnh: cin.ignore(10,’\n’) Làm cho cin đọc tới 10 kí tự, bao gồm cả kí tự ‘\n’ và hủy bỏ chúng khỏi stream vào. III.3 Không nhập gì 6 Các kí tự trắng như TAB, SPACE và “\n” thường được bỏ qua khi nhập vào các số. Điều này có thể gây ra một vài tác động phụ không mong muốn. Ví dụ, người sử dụng được thông báo nhập vào 1 số, có thể chỉ ấn ENTER mà ko gõ bất kì chữ số nào (có thể họ sẽ nghĩ rằng như thế sẽ nhập vào 0 hoặc có thể họ bối rối ko biết nên làm gì). Trong chương trình trên, câu lệnh đơn giản: cin>>var; nếu ấn Enter cũng làm cho con trỏ rơi xuống dòng tiếp theo trong khi stream vẫn đợi nhập vào một số. Có vấn đề gì với việc con trỏ rơi xuống dòng tiếp theo? + Thứ nhất, những người lập trình không có kinh nghiệm, thấy chương trình không chấp nhận khi ấn Enter có thể cho rằng máy tính bị hỏng. + Thứ hai, ấn Enter lặp đi lặp lại làm cho con trỏ càng ngày càng rơi xuống thấp cho đến khi toàn bộ màn hình bắt đầu cuốn lên. Việc này chẳng có vấn đề gì trong tương tác kiểu teletype, ở đó chương trình và người sử dụng chỉ đơn giản gõ phím với nhau. Tuy nhiên, trong các chương trình đồ họa văn bản (text-base graphics), việc cuốn màn hình làm đảo lộn màn hình và cuối cùng phá hủy hoàn toàn màn hình. Bởi vậy, có thể bảo stream vào không bỏ qua các kí tự trắng (whitespace) là rất quan trọng. Điều này được thực hiện bằng cách xóa cờ skipws: Ví dụ 2: #include<iostream.h> void main() { int var; cout<<"\n\tNhap vao mot so:"; cin.unsetf(ios::skipws);//khong bo qua dau phan cach cin>>var; if (cin.good()) { cout<<"\n\tKhong co loi\n"; } 7 else cout<<"\n\tCo loi.\n"; } Bây giờ nếu người sử dụng chỉ ấn Enter mà ko gõ bất kì chữ số nào, failbit sẽ được thiết lập và một lỗi sẽ được tạo ra. Lúc đó chương trình có thể bảo người sử dụng phải làm gì hoặc di chuyển con trỏ để màn hình không bị cuốn. IV. Tìm hiểu các hàm chuyển đổi xâu thành số. Có hiệu lực khi có bao hàm: #include<ctype.h> và #include<stdlib.h> Gồm các hàm sau: atoi(<xâu kí tự số nguyên>)  Biến <xâu kí tự số nguyên> đó thành kiểu nguyên (2B) Vd: ‘123’->123 atol(<xâu kí tự số nguyên dài>)  Biến <xâu kí tự số nguyên dài> thành kiểu số nguyên dài (4B) Vd: “123456789”->123456789 atof(<xâu kí tự số thực>)  Biến <xâu kí tự số thực> thành kiểu số thực độ chính xác cao double (8B) Vd: “1.23”->1.23 Tất cả các hàm này nhận một tham số và trả về giá trị số (int, long hoặc float). Tuy nhiên float 4B là kiểu thực độ chính xác không cao, giá trị tuyệt đối của nó thuộc khoảng 3.4*10 -38 đến 3.4*10 38 mà thôi, những số dưới khoảng đó được cho là bằng 0.0; còn kiểu double 8B thì từ 1.7*10 - 308 đến 1.7*10 308 , nên gọi là số thực độ chính xác kép. Ví dụ 3: Dùng hàm chuyển đổi kiểu để nhập dữ liệu: #include<iostream> #include<stdlib.h> #include<stdio.h> #include<conio.h> #include<string.h> 8 using namespace std; int main() { char phanso[30],tu[7],*mau; int tuso,mauso; cout<<"\n\tNhap xau dang a/b : "; gets(phanso); cin.unsetf(ios::skipws);//khong bo qua ki tu trang! mau=strstr(phanso,"/"); int i=strlen(phanso)-strlen(mau); strncpy(tu,phanso,i); tuso=atoi(tu); mauso=atoi(mau+1); cout<<"\n\txau da nhap : "<<phanso; int t,m; t=tuso*2; m=mauso*2; cout<<"\n\ttuso : "<<tuso<<endl <<"\t2*tuso : "<<t <<"\n\n\tmauso : "<<mauso <<"\n\tmauso*2 : "<<m<<endl; getch(); return 0; } V. Kỹ thuật bắt lỗi sử dụng Exception Exception là một công cụ rất mạnh mẽ và linh hoạt để xử lý lỗi thời gian chạy hiệu quả. Một ngoại lệ(exception) có thể là một loại cơ bản như int hay char. Nó khắc phục những hạn chế các phương pháp xử lý lỗi truyền thống của C++. Tuy nhiên, ngoại lệ xử lý, giống như tính năng ngôn ngữ khác, có thể dễ dàng bị lạm dụng. Để sử dụng tính năng 9 này một cách hiệu quả, điều quan trọng là làm thế nào để máy móc hiểu và thực hiện. V.1. Thành phần Xử lý ngoại lệ Xử lý ngoại lệ là một cơ chế để chuyển điều khiển từ một điểm trong một chương trình có phép toán ngoại lệ xảy ra được xử lý. Trường hợp ngoại lệ là các biến được xây dựng bên trong các loại dữ liệu hoặc các đối tượng lớp. Việc xử lý ngoại lệ bao gồm bốn thành phần: một try block, một chuỗi của một hay nhiều handlers kết hợp với một try block, một biểu thức try, và throw expression. Những try blog chặn có chứa mã mà có thể ném một ngoại lệ. Ví dụ: try { int * p = new int[1000000]; //có thể ném std::bad_alloc } Một handler được gọi chỉ bằng một biểu thức ném(a throw expression) đó là thực hiện trong xử lý thử chặn hoặc trong chức năng đó được gọi là các từ khóa của handler. Một ném biểu hiện(A throw expression) bao gồm từ khóa và ném một biểu thức chuyển nhượng. Ví dụ: try { throw 5; // 5 is assigned to n in the following catch statement } catch(int n) { } Một ném biểu hiện tương tự như một tuyên bố trở lại, là một sản phẩm nào vứt bỏ một tuyên bố mà không có toán hạng. Ví dụ: throw; Một ném rỗng bên trong xử lý một chỉ ra một rethrow. Nếu không, có ngoại lệ là đang được xử lý, thực hiện một cuộc gọi chấm dứt ném trống (). V.2. Stack Unwinding 10 [...]... (tu==-mau) cout . TƯỢNG ĐỀ TÀI Tìm hiểu về kỹ thuật bắt lỗi vào/ra: Các bit lỗi (error-status bits) của lớp ios, các hàm đọc và thiết lập bit lỗi. Các hàm chuyển đổi xâu thành số. Kỹ thuật bắt lỗi sử dụng Exception 5/2010 1 MỤC LỤC V. Kỹ thuật bắt lỗi sử dụng Exception 9 V.1. Thành phần Xử lý ngoại lệ 10 V.2. Stack Unwinding 10 PHẦN I: LÝ THUYẾT Tìm hiểu kĩ thuật bắt lỗi vào/ ra: các lỗi (error- status. 0; } Quá trình stack unwinding rất giống với một chuỗi các báo cáo lại, mỗi trở về cùng một đối tượng để gọi nó. Liên tục sao chép các đối tượng được thông qua giá trị rất tốn kém vì các đối tượng