Обработка ошибок в программе паскаль

│





English (en) │



suomi (fi) │

Free Pascal supports exceptions. Exceptions are useful for error handling and avoiding resource leaks. However, bear in mind that exceptions have a performance impact.

The official documentation is here: Reference guide chapter 17.

By default exceptions are disabled. You can opt in by using the ObjFPC or DELPHI Compiler Mode, or adding -Sx to the compiler commandline. This enables the try, raise, except, and finally reserved words for use in your own code, but it doesn’t enable exception generation from the RTL. To enable the RTL to raise exceptions instead of generating runtime errors, use the SysUtils unit in your program.

The base Exception class is found in the SysUtils unit. All exceptions should preferably use this class or its descendants.

SysUtils automatically sets up a basic exception catcher, so any otherwise uncaught exception is displayed in human-readable form, as the program terminates. To generate readable callstacks from caught exceptions in your own code, without necessarily terminating the program, you can use SysUtils functions ExceptAddr, ExceptFrames, ExceptFrameCount, and BackTraceStrFunc.

Examples

Note that Pascal uses different keywords than some other languages: raise instead of throw, and except instead of catch. Also, as a compiler design choice, each try-block can pair with either an except or finally block, but not both at the same time. You’ll need to nest try-blocks if you need except and finally protecting the same code.

Error handling

uses sysutils;

begin
  try
    // Do something that might go wrong.
  except
    begin
      // Try to recover or show the user an error message.
    end;
  end;
end.

Cleaning up resources

try
  // Do something that might go wrong.
finally
  // Clean-up code that is always called even if an exception was raised.
end;

Exception leaking

Finally-blocks don’t destroy exception objects. Any exception that reaches the program’s «end.» will trigger a memory leak warning. An extra except block can be used to consume such exceptions. This is Delphi-compatible.

begin
  try
    // Your main program, where an exception object is created.
  finally
    try
      // Clean-up code.
    except
    end;
  end;
end.

Signalling problems

raise Exception.Create('Helpful description of what went wrong');

Using specialised exception types to signal different problems

type EMyLittleException = Class(Exception);

begin
  try
    raise EMyLittleException.Create('Foo');
  except
    on E : EMyLittleException do writeln(E.Message);
    on E : Exception do writeln('This is not my exception!');
    else writeln('This is not an Exception-descendant at all!');
  end;
end;

Re-raising exceptions

try
  // Do something that might go wrong.
except
  // Try to recover or show the user an error message.
  if recoveredSuccessfully = FALSE then
    raise;
end;

Exception classes

SysUtils defines and raises many specific exception classes.

With SysUtils included in your program, and exceptions enabled, various runtime errors are changed into exceptions. Processor-level interrupts like SIGSEGV or SIGFPU, which normally translate to run-time errors, are also changed to exceptions. For example, run-time error 200 (division by zero) becomes EDivByZero or EZeroDivide, while run-time error 216 (a general protection fault) becomes EAccessViolation.

Best practice

• Raise exceptions to signal that an operation could not be completed, where it normally should have succeeded.
• Do not use exceptions as part of expected control flow. Instead, add checks for common error conditions and return error values the old-fashioned way. For example, input parsing problems or file existence fails are usually not truly exceptional.
• But do raise an exception if it’s critical that the error is noticed; programmers may forget to check for returned error values.
• Naming convention: Prefix exception class names with a capital E.
• Re-raise exceptions in except-blocks using raise; if you were unable to recover from the problem; this preserves the original exception’s callstack.
• Be careful about using the catch-all base Exception class, since the underlying code or OS/filesystem might produce an unanticipated exception that slips through your exception handler, potentially corrupting the program state.
• When writing a unit or library, if exceptions are used at all, they should be documented clearly up front. This way the unit user knows what to expect.
• Keep exception handling away from code that needs to run as fast as possible.

Performance

Compiler optimisation levels don’t make much difference. All exception blocks use a small amount of wrapper code that can’t be optimised away. There are different ways for a compiler to produce exception code, with varying performance implications. As of FPC 3.0.4, the default exception mechanism uses the standard setjmp/longjmp style. FPC also supports OS-provided Structured Exception Handling; this is the default on Win64, and can be enabled on Win32 (recompile the compiler with $define TEST_WIN32_SEH). Other mechanisms may be added to FPC in the future.

To get a better feel for what’s going on, try writing a small test program and compiling it with the -a switch. This leaves behind a human-readable assembly file.

Notes on the setjmp/longjmp method:

• Try-statements insert some extra address calculations, a stack push and pop, some direct jumps, and a conditional jump. This is the setup cost of an exception frame, even if no exception is raised.
• Except-statements insert the above, plus a push and pop, more direct jumps, and another conditional jump.
• Finally-statements add a pop and a conditional jump.
• Raise-statements create a string and pass control to FPC’s exception raiser. The string creation itself can spawn an implicit exception frame for the function/method, due to dynamic string allocations, even if the raise is not executed. This is why in e.g. container types one often sees the raise moved to a separate local (private) procedure. This localises the exception frame to that procedure, so the performance hit is only taken if the procedure is called.

Furthermore, generating a human-readable callstack from a raised exception involves time-consuming stack traversal and string manipulation.

With all that said, outside of heavy processing code, the convenience of exceptions usually outweighs their performance impact. Don’t feel bad about using them if it makes your code better.

Further reading

Logging exceptions

Avoiding implicit try finally section

Exceptions vs Error codes — a situation where exceptions might be a danger in some code (see middle of this page)

Компилятор Паскаля – сложное приложение,
имеющее множество настроек. При написании
учебных программ большинство этих
настроек не имеют значения, но некоторые
из них окажутся нам полезны. Для управления
компилятором существует 2 основных
возможности: настройка режимов работы
с помощью верхнего меню OptionsоболочкиTurboPascalи настройка конкретной программы с
помощьюдиректив компилятора,
которую мы кратко рассмотрим. В общем
виде директива компилятора представляет
собой конструкцию вида{$X+}или{$X-},гдеX– латинская буква. Вариант со знаком
«+»
включает некоторый режим работы
компилятора (например, строгий контроль
программой соответствия типов данных,
вывод системных диагностических
сообщений и т.д.), а вариант со знаком
«-»
выключает его. Расположение директив,
в общем, произвольно, однако, директивы,
влияющие на всю программу, принято
располагать в самом начале файла с
исходным текстом. Фигурные скобки
комментария{
… }необходимы, чтобы скрыть
действие директив от старых версий
компилятора, которые не умели их
распознавать.

Подробную информацию о назначении всех
директив можно получить в справочной
системе оболочки. Основные директивы
компилятора также кратко описаны в
Приложении 2.

Наиболее полезной для нас выглядит
директива {$I-}/{$I+},
соответственно, выключающая и включающая
автоматический контроль программой
результатов операций ввода/вывода
(в/в). К операциям в/в относятся, в числе
прочего, ввод данных пользователем,
вывод строки на принтер, открытие файла
для получения или вывода данных и т.п.
Понятно, что даже несложная учебная
программа выглядит лучше, если она умеет
реагировать на неправильные действия
пользователя или возникающие ошибки
не просто выводом маловразумительного
системного сообщения на английском
языке, а доступным неискушенному
пользователю текстом. По умолчанию
контроль в/в включен и системные сообщения
об ошибках генерируются автоматически.
Все они кратко приведены в Приложении
3. Для замены системной диагностики
своей собственной следует, во-первых,
отключить директиву контроля оператором{$I-},
а во-вторых, сразу же после оператора,
который мог породить ошибку, проверить
значение, возвращаемое системной
функциейIoResult.
Эта функция возвращаетноль, если
последняя операция в/в прошлауспешно,
в противном случае возвращается ненулевое
значение. После завершения «критического»
оператора директиву следует включить
снова, чтобы не создавать потенциально
опасных ситуаций в коде, который будет
писаться далее! Приведем один пример,
написав «расширенную» программу
решения квадратного уравнения, корректно
реагирующую на возникающие ошибки:

uses printer;

var a,b,c,d,x1,x2:real;

begin

writeln;

writeln (‘Введите 3
вещественных числа:’);

{$I-} read
(a,b,c); {$I+}

if
IoResult<>0 then begin {Возникла
ошибка!}

Writeln (‘Вы не ввели
3 числа, это что-то другое!’);

Reset (input); {очищаем
буфер клавиатуры перед ожиданием

нажатия Enter}

Readln;

Halt; {а этим оператором
можно аварийно завершить программу!}

end;

d:=sqr(b)-4*a*c;

if d<0 then begin

Writeln (‘Ошибка при
вычислении корней — дискриминант<0’);

Reset
(input);

Readln;

Halt;

end;

x1:=(-b+sqrt(d))/(2*a);

x2:=(-b-sqrt(d))/(2*a);

{$I-}

writeln (lst,’x1=’,x1:8:2,’
x2=’,x2:8:2);

{$I+}

if IoResult<>0 then
Writeln (‘Не удалось вывести на принтер’)

else Writeln (‘Результаты
напечатаны’);

Reset (input); {Перед
Readln
очистили стандартный поток ввода}

Readln;

Halt;

end.

Специальной директивы для контроля
математических ошибок в Паскале не
предусмотрено, но это почти всегда можно
сделать обычными проверками корректности
данных. Обратите внимание на альтернативное
решение проблемы «двух readln»
в этом коде, а также на новый операторHaltи способ
контроля того, удалось ли вывести строку
на принтер.

В дальнейшем мы не всегда будем выполнять
подобные проверки, однако, их никогда
не помешает делать, если Вы хотите
создать удобные для пользователя и
понятные для разработчика программы.

Для работы с вещественными числами с
двойной точностью (тип double)
может также понадобиться указать перед
программой директиву{$N+},
позволяющую сгенерировать код для
аппаратной обработки таких чисел.

Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]

• #
• #
• #
• #
• #
• #
• #
• #
• #
• #
• #

7.4 Обработка текстовых файлов в языке Free Pascal

При работе с текстовыми файлами следует учесть следующее:

1. Действие процедур reset, rewrite, close, rename, erase и функции eof аналогично их действию при работе с компонентными (типизированными) файлами.
2. Процедуры seek, trunсate и функция filepos не работают с текстовыми файлами.
3. Можно пользоваться процедурой открытия текстового файла append(f), где f — имя файловой переменной. Эта процедура служит для открытия файла в режиме дозаписи в конец файла. Она применима только к уже физически существующим файлам, открывает и готовит их для добавления информации в конец файла.
4. Запись и чтение в текстовый файл осуществляются с помощью процедур write, writeln, read, readln следующей структуры:

read ( f, x1, x2, x3,…, xn );

read ( f, x );

readln ( f, x1, x2, x3,…, xn );

readln ( f, x );

write ( f, x1, x2, x3,…, xn );

write ( f, x );

writeln ( f, x1, x2, x3,…, xn );

writeln ( f, x );

В этих операторах f — файловая переменная. В операторах чтения (read, readln) x, x1, x2, x3,…, xn — переменные, в которые происходит чтение из файла. В операторах записи write, writeln x, x1, x2, x3,…, xn — переменные или константы, информация из которых записывается в файл.

Есть ряд особенностей при работе операторов write, writeln, read, readln с текстовыми файлами. Имена переменных могут быть целого, вещественного, символьного и строкового типа. Перед записью данных в текстовый файл с помощью процедуры write происходит их преобразование в тип string. Действие оператора writeln отличается тем, что после указанных переменных и констант в файл записывается символ «конец строки».

При чтении данных из текстового файла с помощью процедур read, readln происходит преобразование из строкового типа к нужному типу данных. Если преобразование невозможно, то генерируется код ошибки, значение которого можно узнать, обратившись к функции IOResult. Компилятор Free Pascal позволяет генерировать код программы в двух режимах: с проверкой корректности ввода-вывода и без неё.

В программу может быть включен ключ режима компиляции. Кроме того, предусмотрен перевод контроля ошибок ввода-вывода из одного состояния в другое:

• {$I+} — режим проверки ошибок ввода-вывода включён;
• {$I-} — режим проверки ошибок ввода-вывода отключён.

По умолчанию, как правило, действует режим {$I+}. Можно многократно включать и выключать режимы, создавая области с контролем ввода и без него. Все ключи компиляции описаны в приложении.

При включённом режиме проверки любая ошибка ввода-вывода будет фатальной, программа прервётся, выдав номер ошибки.

Если убрать режим проверки, то при возникновении ошибки ввода-вывода программа не будет останавливаться, а продолжит работу со следующего оператора. Результат операции ввода-вывода будет неопределён.

Для опроса кода ошибки лучше пользоваться специальной функцией IOResult, но необходимо помнить, что опросить её можно только один раз после каждой операции ввода или вывода: она обнуляет своё значение при каждом вызове. IOResult возвращает целое число, соответствующее коду последней ошибки ввода-вывода. Если IOResult=0, то при вводе-выводе ошибок не было, иначе IOResult возвращает код ошибки. Некоторые коды ошибок приведены в табл. 7.9.

Рассмотрим несколько практических примеров обработки ошибок ввода-вывода:

1. При открытии проверить, существует ли заданный файл и возможно ли чтение данных из него.

   assign ( f, ’ abc. dat ’ );
   {$I-}
   reset ( f );
   {$I+}
   if IOResult<>0 then
   writeln ( ’файл не найден или не читается ’ )
   else
   begin
   read ( f,... );
   close ( f );
   end;
   

2. Проверить, является ли вводимое с клавиатуры число целым.

   var i : integer;
   begin
   {$I-}
   repeat
   write ( ’введите целое число  i ’ );
   readln ( i );
   until ( IOResult =0);
   {$I+}
   {Этот цикл повторяется до тех пор, пока не будет введено целое число.}
   end.
   

При работе с текстовым файлом необходимо помнить специальные правила чтения значений переменных:

• Когда вводятся числовые значения, два числа считаются разделёнными, если между ними есть хотя бы один пробел, или символ табуляции, или символ конца строки.
• При вводе строк начало текущей строки идёт сразу за последним, введённым до этого символом. Вводится количество символов, равное объявленной длине строки. Если при чтении встретился символ «конец строки», то работа с этой строкой заканчивается. Сам символ конца строки является разделителем и в переменную никогда не считывается.
• Процедура readln считывает значения текущей строки файла, курсор переводится в новую строку файла, и дальнейший ввод осуществляется с неё.

В качестве примера работы с текстовыми файлами рассмотрим следующую задачу.

ЗАДАЧА 7.8. В текстовом файле abc.txt находятся матрицы и и их размеры. Найти матрицу , которую дописать в файл abc.txt.

Сначала создадим текстовый файл abc.txt следующей структуры: в первой строке через пробел хранятся размеры матрицы (числа N и M), затем построчно хранятся матрицы A и B.

На рис. 7.14 приведён пример файла abc.txt, в котором хранятся матрицы A(4,5) и B(4,5).

Текст консольного приложения решения задачи 7.8 с комментариями приведён ниже.

program Project1;
{$mode objfpc}{$H+}
uses
	Classes, SysUtils
	{ you can add units after this };
var
	f : Text;
	i, j, N,M: word;
	a, b, c : array [ 1.. 1000, 1.. 1000 ] of real;
begin
//Связываем файловую переменную f с файлом на диске.
	AssignFile ( f, ’ abc. t x t ’ );
//Открываем файл в режиме чтения.
	Reset ( f );
//Считываем из первой строки файла abc.txt значения N и M.
	Read( f,N,M);
//Последовательно считываем элементы матрицы А из файла.
	for i :=1 to N do
	for j :=1 to M do
	read ( f, a [ i, j ] );
//Последовательно считываем элементы матрицы B из файла.
	for i :=1 to N do
	for j :=1 to M do
	read ( f, b [ i, j ] );
//Формируем матрицу C=A+B.
	for i :=1 to N do
	for j :=1 to M do
	c [ i, j ] : = a [ i, j ]+b [ i ] [ j ];
//Закрываем файл f.
	CloseFile ( f );
//Открываем файл в режиме дозаписи.
	Append( f );
//Дозапись матрицы C в файл.
	for i :=1 to N do
	begin
		for j :=1 to M do
//Дописываем в файл очередной элемент матрицы и пробел в
//текстовый файл.
		write ( f, c [ i, j ] : 1 : 2, ’   ’ );
//По окончании вывода строки матрицы переходим на новую
//строку в текстовом файле.
		writeln ( f );
	end;
//Закрываем файл.
	CloseFile ( f );
end.

После работы программы файл abc.txt будет примерно таким, как показано на рис. 7.15.