Программирование. Принципы и практика использования C++ Исправленное издание - Бьёрн Страуструп
cout << "Извините, "
<< n << " выходит за пределы интервала [1:10];
попробуйте еще n";
Тем не менее эти изменения носят всего лишь “косметический” характер. Почему мы утверждаем, что этот код работоспособен только отчасти? Дело в том, что он будет работать, если пользователь аккуратно вводит целые числа. Если же пользователь небрежен и наберет букву t вместо цифры 6 (на большинстве клавиатур буква t расположена прямо под цифрой 6), то программа выйдет из цикла, не изменив значения переменной n, поэтому это число окажется за пределами допустимого диапазона. Такой код нельзя назвать качественным. Шутник (или усердный испытатель) также может ввести с клавиатуры признак конца файла (нажав комбинацию клавиш <Ctrl+Z> в системе Windows или <Ctrl+D> в системе Unix). И снова программа выйдет из цикла со значением n, лежащим за пределами допустимого диапазона. Иначе говоря, для того чтобы обеспечить надежный ввод, мы должны решить три проблемы.
1. Что делать, если пользователь вводит число, находящееся за пределами допустимого диапазона?
2. Что делать, если пользователь не вводит никакого числа (признак конца файла)?
3. Что делать, если пользователь вводит неправильные данные (в данном случае не целое число)?
Что же делать во всех этих ситуациях? При создании программ часто возникает вопрос: чего мы на самом деле хотим? В данном случае для каждой из трех ошибок у нас есть три альтернативы.
1. Решить проблему в коде при вводе данных.
2. Сгенерировать исключение, чтобы кто-то другой решил проблему (возможно, прекратив выполнение программы).
3. Игнорировать проблему.
Между прочим, эти три альтернативы являются очень распространенными при обработке ошибок. Таким образом, это хороший пример рассуждений об ошибках.
Заманчиво сказать, что третья альтернатива, т.е. игнорировать проблему, ни в коем случае не является приемлемой, но это было бы преувеличением. Если я пишу простую программу для своего собственного использования, то могу делать все, что захочу, даже забыть о проверке ошибок, которые могут привести к ужасным результатам. Однако если я пишу программу, которую буду использовать через несколько часов после ее создания, то было бы глупо оставлять такие ошибки. Если же я планирую передать свою программу другим людям, то не стану оставлять такие дыры в системе проверки ошибок. Пожалуйста, обратите внимание на то, что местоимение “я” здесь использовано намеренно; местоимение “мы” могло бы ввести в заблуждение. Мы не считаем третью альтернативу приемлемой, даже если в проекте участвуют только два человека.
Выбор между первой и второй альтернативами является настоящим; иначе говоря, в программе могут быть веские причины выбрать любой из них. Сначала отметим, что в большинстве программ нет локального и элегантного способа обработать ситуацию, когда пользователь не вводит данные, сидя за клавиатурой: после того, как поток ввода был закрыт, нет большого смысла предлагать пользователю ввести число. Мы могли бы заново открыть поток cin (используя функцию cin.clear()), но пользователь вряд ли закрыл этот поток непреднамеренно (как можно случайно нажать комбинацию клавиш <Ctrl+Z>?). Если программа ждет ввода целого числа и обнаруживает конец файла, то часть программы, пытающаяся прочитать это число, должна прекратить свои попытки и надеяться, что какая-то другая часть программы справится с этой проблемой; иначе говоря, наш код, требующий ввода от пользователя, должен сгенерировать исключение. Это значит, что выбор происходит не между локальным генерированием исключений и решением проблемы, а между задачами, которые следует решить локально (если они возникают).
10.7.1. Разделение задачи на управляемые части
Попробуем решить проблемы, связанные с выходом за пределы допустимого диапазона при вводе и при вводе данных неправильного типа.
cout << "Пожалуйста, введите целое число от 1 до 10:n";
int n = 0;
while (true) {
cin >> n;
if (cin) { // мы ввели целое число; теперь проверим его
if (1<=n && n<=10) break;
cout << "Извините, "
<< n << " выходит за пределы интервала [1:10];
попробуйте еще n";
}
else if (cin.fail()) { // обнаружено нечто, что является
// целым числом
cin.clear(); // возвращаем поток в состояние good();
// мы хотим взглянуть на символы
cout << "Извините, это не число; попробуйте еще раз n";
char ch;
while (cin>>ch && !isdigit(ch)); // отбрасываем не цифры
if (!cin) error(" ввода нет "); // цифры не обнаружены:
// прекратить
cin.unget(); // возвращаем цифру назад,
// чтобы можно было считать число
}
else {
error(" ввода нет "); // состояние eof или bad: прекратить
}
}
// если мы добрались до этой точки, значит, число n лежит
// в диапазоне [1:10]
Этот код запутан и многословен. На самом деле мы бы не рекомендовали людям писать такие программы каждый раз, когда они ждут от пользователя ввода целого числа. С другой стороны, мы должны предусматривать потенциальные ошибки, поскольку людям свойственно ошибаться. Так что же делать? Причина того, что этот код так запутан, заключается в том, что в нем перемешано сразу несколько проблем.
• Считывание значения.
• Предложение к вводу.
• Вывод сообщений об ошибках.
• Пропуск “плохих” входных символов.
• Проверка диапазона входных чисел.
Для того чтобы сделать код яснее, часто достаточно просто логически разделить задачи среди нескольких функций. Например, мы можем выделить код, восстанавливающий ввод после обнаружения “плохого” (т.е. неожиданного) символа.
void skip_to_int()
{
if (cin.fail()) { // обнаружено нечто, что является целым числом
cin.clear(); // возвращаем поток в состояние good();
// мы хотим взглянуть на символы
char ch;
while (cin>>ch){ // отбрасываем не цифры
if (isdigit(ch) || ch == '-')
cin.unget(); // возвращаем цифру назад,
// чтобы можно было считать число
}
}
}
error(" ввода нет "); // состояние eof или bad: прекратить
}
Имея вспомогательную функцию skip_to_int(), можем написать следующий код:
cout << "Пожалуйста, введите целое число от
