第 1 章 第 7 题 位向量中的异常处理问题

问题分析

　　本题考察的是异常处理。优质的程序必须具备良好的异常处理机制，切不可马虎了事，这将直接决定程序的质量。

问题解答

　　先贴出分析目标代码：

#include <iostream>
#include <fstream>
#include <string>

using namespace std;

// 每个整数的位数
#define BITSPERWORD 32
// 每次位移量
#define SHIFT 5
// 取模掩码
#define MASK 0x1F
// 位向量的元素个数
#define N 10000000

// 模拟数组
int a[1 + N/BITSPERWORD];

/*
 * 函数功能：置位向量第i位为1
 * 函数说明：" i>>SHIFT "等于" i/32 " 获取到位向量目标位对应的模拟数组元素的位置
            " i & MASK "等于" i%32 " 获取到位向量目标位在对应的模拟数组元素中的位置
            " 1<<(i & MASK) " 表示一个除了要设置的那位其他位都是0的整数
*/
void set (int i) {
    a[i>>SHIFT] |= (1<<(i & MASK));
}

/*
 * 函数功能：置位向量第i位为0
 * 函数说明：" i>>SHIFT "等于" i/32 " 获取到位向量目标位对应的模拟数组元素的位置
            " i & MASK "等于" i%32 " 获取到位向量目标位在对应的模拟数组元素中的位置
            " 1<<(i & MASK) " 表示一个除了要清空的那位其他位都是0的整数
*/
void clr (int i) {
    a[i>>SHIFT] &= ~(1<<(i & MASK));
}

/*
 * 函数功能：获取位向量的第i位
 * 函数说明：" i>>SHIFT "等于" i/32 " 获取到位向量目标位对应的模拟数组元素的位置
            " i & MASK "等于" i%32 " 获取到位向量目标位在对应的模拟数组元素中的位置
            " 1<<(i & MASK) " 表示一个除了要获取的那位其他位都是0的整数
*/
int tst (int i) {
    return a[i>>SHIFT] & (1<<(i & MASK));
}


int main()
{
    /*
     * 清空位向量
    */
    for (int i=0; i < N; i++) {
        clr(i);
    }

    string filename;
    cout << "输入数据文件名( 当前目录下 )：";
    cin >> filename;
    
    fstream io;
    io.open(filename.c_str());
    if (!io) {
        cout << "打开文件失败" << endl;
    return 1;
    }

    /*
     * 根据数据文件记录给位向量赋值
     * 赋值完了以后其实已经" 完成排序了 "
    */
    int data;
    while (io >> data) {
        set(data);
    }

    io.close();
    io.clear();
    io.open(filename.c_str(), fstream::out | fstream::trunc);

    /*
     * 从位向量获取数据并写回数据文件
    */
    for (int i=0; i <N; i++) {
        if ( tst(i) ) {
            io << i << " ";
        }
    }

    io.close();

    return 0;
}

　　1. 重复的数据将被丢失。

　　2. 可以在set函数中加入判断，如果待set位已经为1了则弹出错误并退出。

　　3. 如果数据大于等于N，位向量函数将会产生访问数组越界的错误；如果数据小于0，也会导致访问数组失败。

　　4. 如果不是数字，则位向量函数将会错误地控制非数据对应的位，从而使程序发生异常。

　　5. 对于 1-4 这类的输入异常，一方面可以在生成数据文件的时候加强检查，严禁非法数据写入数据文件；另一方面，具体排序时读取到非法数据应该弹出友好的错误提示并退出程序。

　　6. 我们应当在测试数据中加入重复数据，字符串数据，负数，大于N的数等各种能预料得到的异常数据进行测试，并编写异常处理代码。