Các chương trình trong ngôn ngữ C++ được thực thi đều có khả năng xuất hiện lỗi bất ngờ. Một phần do lỗi chủ quan từ phía người lập trình hay lỗi khách quan mà dữ liệu hay trạng thái từ hệ thống (thiếu bộ nhớ, mạng chập chờn). Nói cách khác, sẽ cực kỳ phức tạp trong việc quản lý hầu hết những vấn đề trong dự án, hay những lỗi có mối quan hệ với bộ nhớ hay số học.
Quá trình xử lý ngoại lệ trong C++ là điều cực kỳ cần thiết đối với những dự án có quy mô lớn. Để hỗ trợ bạn làm được việc đó, chúng tôi xin trình bày các thông tin cơ bản ở dưới bài viết này.
Thế nào là xử lý ngoại lệ trong C++?
Một ngoại lệ (exception) được hiểu nôm na là một vấn đề xảy ra trong quá trình chạy chương trình hoặc làm cho chương trình bị trì trệ. Lúc này, ngoại lệ sẽ là phản hồi thông qua một trường hợp cụ thể để hiển thị trong quá trình đang thực hiện.
Mặt khác, ngoại lệ (exception) sẽ hỗ trợ việc truyền điều khiển từ một phần trong dự án đến những phần khác. Hiện nay, có ba từ khóa trong xử lý ngoại lệ như: try, catch, và throw.
– throw: chương trình có thể ném một ngoại lệ khi có vấn đề xảy ra. Quá trình này có thể được dùng thông qua từ khóa throw trong ngôn ngữ lập trình C++.
– catch: chương trình bắt ngoại lệ tương ứng với Exception Handler ở vị trí trong dự án ngay tại nơi mà cần giải quyết vấn đề. Lúc này, việc bắt một ngoại lệ là gần như đơn giản thông qua từ khóa catch.
– try: khối try hoàn toàn được bắt bởi một số lượng ngoại lệ cụ thể. Thậm chí, nó có thể theo sau một hoặc nhiều khối catch.
Trong trường hợp một khối có thể tạo ra một exception, hàm bắt một exception thông qua việc dùng kết hợp nhiều từ khóa try và catch. Lúc này, khối try/catch sẽ có thể được để ở phạm vi xung quanh code khi nó tạo ra ngoại lệ. Từ đây, khối code sẽ được bảo vệ vì nó nằm ở phía trong một khối try/catch.
Tại sao chúng ta phải xử lý ngoại lệ trong C++?
Ngôn ngữ lập trình C++ có thể giúp bạn xử lý ngoại lệ và hỗ trợ chương trình trong việc tìm kiếm cũng như giải quyết những tình huống riêng biệt khi chạy chương trình. Từ đó, nhà phát triển sẽ thuận tiện hơn trong việc kiểm soát hay giải quyết lỗi nhanh chóng.
Sau đây là lý do người dùng phải xử lý ngoại lệ trong C++:
1. Có thể tách riêng quá trình xử lý lỗi cũng như thực hiện dự án. Nói cách khác, việc xử lý ngoại lệ sẽ hoàn toàn phân tách quá trình xử lý lỗi hay chạy chương trình. Các lỗi đặc biệt thường xuất hiện khi chương trình chạy và có thể dừng bất cứ lúc nào trong trường hợp không giải quyết được chúng.
Không những vậy, xử lý ngoại lệ sẽ hỗ trợ chương trình truy tìm hay giải quyết những lỗi này theo cách thuận tiện và chắc chắn rằng chương trình được vận hành ổn định.
2. Có thể truyền thông tin liên quan đến lỗi: trong quá trình xử lý ngoại lệ, các thông tin về lỗi có thể sẽ truyền đến khối lệnh ‘catch’. Cũng chính vì vậy, nó giúp nhà phát triển hiểu được lỗi gì và xảy ra khi nào cũng như giải quyết lỗi đó hiệu quả.
3. Có thể bảo trì hay sửa lỗi: có thể dùng để xử lý ngoại lệ để hỗ trợ quá trình bảo trì hay giải quyết lỗi theo cách tối ưu nhất. Trong quá trình lỗi diễn ra, chương trình có thể sẽ bắt buộc phải dừng và cảnh báo lỗi chuyên biệt khi đang xảy ra. Từ đó, hỗ trợ người sử dụng trong việc truy tìm hay sửa lỗi hiệu quả nhất.
4. Giải quyết những trường hợp đặc biệt: xử lý ngoại lệ hỗ trợ việc giải quyết các trường hợp đặc biệt tiêu biểu như bộ nhớ đầy, lỗi kết nối, hay cú pháp. Quá trình giải quyết những trường hợp này sẽ cải thiện chương trình được tốt hơn hay bảo đảm người sử dụng không gặp bất cứ lỗi phát sinh trong quá trình sử dụng.
Cách xử lý ngoại lệ trong C++
1. Ném (throw) Exception
Người dùng hoàn toàn được phép dùng từ khóa ‘throw’ trong ngôn ngữ lập trình C++ để ném một ngoại lệ trong trường hợp có một điều kiện không bình thường xuất hiện trong dự án. Tiêu biểu như khi một phương thức không có khả năng thực thi trên chính nó vì một lý do bất kỳ thì người dùng sẽ ném một ngoại lệ để báo cáo cho họ hay những hàm khác biết về tình trạng đó.
Ví dụ:
#include <iostream>
#include <exception>
void divide(int a, int b) {
if (b == 0) {
throw std::invalid_argument("Divisor cannot be zero!");
}
std::cout << "Result: " << a / b << std::endl;
}
int main() {
try {
divide(10, 0);
} catch (const std::exception& e) {
std::cerr << "Error: " << e.what() << std::endl;
}
return 0;
}
Từ đoạn code trên có thể thấy được người dùng đã định nghĩa một phương thức ‘divide’ nhằm tiến hành phép chia hai số nguyên. Trong trường hợp tham số ‘b’ = 0 thì chúng ta sẽ ném ra một ngoại lệ bất kỳ ‘std::invalid_argument’ để thông báo cho người sử dụng hiểu được là việc thực thi phép chia là không được vì ‘b’ = 0.
Tiếp đến, khi xét đến hàm ‘main’ thì người dùng có thể gọi hàm ‘divide’ tương ứng với ‘b’ = 0. Từ đó, một ngoại lệ có thể sẽ ném ra. Người sử dụng có thể tận dụng khối ‘try-catch’ thông qua việc bắt ngoại lệ và xuất ra thông báo lỗi.
Kết quả:
Error: Divisor cannot be zero!
Chú ý: những ngoại lệ (exception types) hoàn toàn không giống nhau dựa trên những yêu cầu chuyên biệt cho những trường hợp. Lúc này, người dùng có thể dùng ngoại lệ ‘std::invalid_argument’ phục vụ cho việc cảnh báo lỗi cho chúng ta nắm dược đầu vào không phù hợp.
2. Bắt (catch) Exception
Đối với ngôn ngữ lập trình C++, người dùng có thể dùng khối lệnh ‘catch’ để bắt ngoại lệ được ném ra từ khối lệnh ‘try’. Lúc này, chương trình có thể truy tìm khối lệnh ‘catch’ thích hợp để xử lý vấn đề khi ngoại lệ này được ném ra.
Trong trường hợp không có khối lệnh ‘catch’ tương ứng trong chương trình thì nó sẽ kết thúc. Sau đây, chúng tôi xin trình bày ví dụ về bắt (catch) Exception trong C++.
Ví dụ:
#include <iostream>
#include <exception>
int main() {
try {
throw std::runtime_error("An error occurred!");
} catch (const std::exception& e) {
std::cerr << "Error: " << e.what() << std::endl;
}
return 0;
}
Người dùng có thể đặt câu lệnh ‘throw’ để ném ra ngoại lệ ‘std::runtime_error’ trong khối ‘try’. Tiếp theo, hãy dùng khối lệnh ‘catch’ phục vụ việc bắt ngoại lệ này và in ra những cảnh báo về lỗi.
Bên cạnh đó, khi người dùng thực thi chương trình thì nó sẽ bắt ngoại lệ và xuất ra màn hình với thông báo lỗi như bên dưới:
Error: An error occurred!
Chú ý khi người dùng xài một tham số tham chiếu ‘const std::exception& e’ thì trong lệnh ‘catch’ sẽ truyền thông tin ngoại lệ đang diễn ra. Cũng chính vì thế, nó hỗ trợ người dùng xuất thông tin liên quan đến ngoại lệ đó. Chúng tôi khuyên bạn nên dùng phương thức ‘what()’ để hỗ trợ việc phân tích và sửa lỗi phù hợp.
Mặt khác, đối với ngôn ngữ lập trình C++, các bạn hoàn toàn có thể dùng đa dạng những khối lệnh ‘catch’ để phục vụ cho việc giải quyết vô số những ngoại lệ khác nhau.
Tổng kết
Việc xử lý ngoại lệ C++ là cực kỳ quan trọng trong xuyên suốt quá trình làm việc với ngôn ngữ này. Từ đó, chúng ta có thể hạn chế gặp phải những lỗi phát sinh. Bên cạnh đó, nếu nắm vững kiến thức hay linh hoạt trong việc xử lý ngoại lệ sẽ góp phần cải thiện chất lượng dự án của bạn trong tương lai.
Nếu có bất kỳ thắc mắc nào liên quan đến việc xử lý và bắt ngoại lệ trong C++, xin vui lòng để lại ý kiến và phản hồi bên dưới bài viết này.
