throws

Vorlesung Informatik II
Universität Augsburg
Wintersemester 2011/2012
Prof. Dr. Bernhard Bauer
Folien von: Prof. Dr. Robert Lorenz
Lehrprofessur für Informatik
13. Java – Ausnahmebehandlung
1
Motivation
In vielen Methoden können Fehler auftreten
Division durch 0
Datei nicht gefunden
Zugriff auf nicht vorhandene Elemente
Setzen ungültiger Werte
…
2
Motivation
• Möglichkeiten der Behandlung solcher Fehler
• Ignorieren: u.U. fatale Konsequenzen
• Rückgabe eines besonderen Wertes: wird u.U. nicht geeignet
• abgefangen
• Ausgeben einer Fehlermeldung: unterbricht den Ablauf nicht
• Sprung aus der fehlerhaften Methode: Ablaufstrukturen
können
• sehr kompliziert und unübersichtlich werden
• Java: Exception-Klasse zur sauberen Behandlung von
• Ausnahmen
3
Ausnahmebehandlung - Prinzipien
Unterbrechung des Programmablaufs
Ausnahmen müssen extra behandelt werden, sie können
nicht
ignoriert werden
Trennung der Normalfälle von den Ausnahmefällen:
Bessere Lesbarkeit der Programme
Trennung von Entdecken und Behandeln der Ausnahme
Ausnahme wird in einer Methode ausgelöst (thrown)
Programmablauf verzweigt zu einer anderen Stelle
An dieser Stelle findet Fehlerbehandlung statt (caught)
Fortsetzung nach fehlerauslösendem Code (Rücksprung)
4
Ausnahmebehandlung - Prinzipien
Unterscheidung verschiedener Ausnahmearten
Zu jeder Ausnahmeart gibt es spezielle Anweisungen
Java-Methoden lösen automatisch vordefinierte Ausnahmen aus
Die Menge der möglichen Ausnahmen, auf die eine Methode
reagieren kann, ist Bestandteil der Funktionalität dieser
Methode (siehe API)
Java-Programme können explizit Ausnahmen auslösen
5
Ausnahmebehandlung - Prinzipien
Ausnahmen sind Java-Objekte
Ein Ausnahme-Objekt kapselt Information über die Ausnahme für
die Übergabe an die Fehlerbehandlung
Es gibt viele vordefinierte Ausnahmen (API)
Man kann eigene Ausnahmen-Objekte (Klassen) definieren
6
Ausnahmebehandlung - Prinzipien
Vererbungshierarchie Ausnahmen (API)
Throwable
Error
...
Exception
RuntimeException ...
ArithmeticException
...
NullPointerException
7
Klasse Throwable
Wurzelklasse für Ausnahmen…Einige Methoden
Throwable()
Konstruktor ohne Text-Fehlermeldung
Throwable(String message)
Konstruktor mit Text-Fehlermeldung
String getMessage()
Gibt Fehlermeldung zurück
void printStackTrace()
Ausgabe des Stacks der Methodenaufrufe bis zum Auftreten der
Ausnahme auf System.err
8
Klasse Error
Klasse für schwerwiegende Fehler, auf die normalerweise nur mit
Programmabbruch reagiert werden kann.
Beispiele
IncompatibleClassChangeError
NoSuchFieldError
NoClassDefFoundError
OutOfMemoryError
...
9
Klasse Exception
Klasse für weniger schwerwiegende Fehler, nach deren
geeigneter Behandlung das Programm fortgesetzt werden kann
Eigene Ausnahmeklassen sind Unterklassen von Exception
Beispiele
IOException
Oberklasse aller Ausnahmen durch I/O-Fehler
EOFException
Klasse für Fehler durch Lesen von Bytes „hinter“ dem Dateiende
10
Eigene Ausnahmeklassen
Beispiele für Anwendung zur Verwaltung von Objekten:
Kreieren eines bereits existierenden Objekts
Eintragen von ungültigen Attributwerten
Zugriff auf nicht vorhandene Objekte?
(Bei Zugriff über Listen nicht möglich)
Erfolglose Suche nach einem Objekt
…
11
Eigene Ausnahmeklassen
Beispiel: Ungültiger Attributwert
import java.util.*;
public class InvalidAttributeException extends Exception{
private String attribute;
private Object object;
public InvalidAttributeException(Object o, String a){
super("Ungültiger Attributwert");
attribute = a;
object = o;
}
public String getAttribute(){return attribute;}
public Object getObject(){return object;}
}
12
Ausnahmen auslösen
Bibliotheksoperationen und Konstruktoren lösen Ausnahmen aus
Solche Operationen/Konstruktoren haben Prototyp der Form
<Signatur> throws <Ausnahmenliste>
Verlangt Ausnahmebehandlung durch den Aufrufer
(sonst Compilerfehler)
Beispiel Klasse Vector<T>
public T elementAt(int i) throws
ArrayIndexOutOfBoundsException
Ausnahme bei Zugriff auf nicht besetzte Position
13
Ausnahmen auslösen
Man kann Ausnahmen explizit auslösen durch
Benutzung eines
Konstruktors einer Ausnahmeklasse in der folgenden
Form
throw new <Exception>(<Parameterliste>);
Beispiel Klasse Person:
public void setVorname (String vorname) throws
InvalidAttributeException{
if (checkName(vorname)==false){
throw new
InvalidAttributeException(this,"Vorname");
}
else{ this.vorname=vorname;}
}
14
Ausnahmen abfangen
Sequenzdiagramm: Auslösen einer Ausnahme mit throw
und Ausnahmebehandlung durch Aufrufer
<Aufrufer>
<Klasse>
try
<Operation>
throw new <Exception>
e:<Exception>
catch(e)
<Ausnahmebehandlung>
15
Ausnahmen abfangen
try...catch
Programmstücke mit Operationen/Anweisungen, die Ausnahmen
auslösen, werden in einen try{...}-Block eingeschlossen
Fehlerbehandlungsroutinen finden in nachfolgenden (optionalen)
catch(<Exception> e){…}-Blöcken statt
In einem abschließenden (optionalen) finally{…}-Block
spezifizierte Anweisungen werden immer ausgeführt
16
Ausnahmen abfangen
try...catch
Wird eine Ausnahme ausgelöst, so wird die Abarbeitung des tryBlocks abgebrochen und im ersten zum Ausnahmetyp
passenden catch-Block fortgesetzt
Nach Abarbeitung des catch-Blocks Fortsetzung nach den tryund catch-Blöcken
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Ausnahmen abfangen
• try...catch: mit mehreren verschiedenen möglichen
• Ausnahmen
• abfangen durch mehrere verschiedene catch-Blöcke
• catch-Blöcke mit so speziellen Ausnahmetypen versehen wie
möglich
• catch-Blöcke zu spezielleren Ausnahmetypen kommen vor
•
catch-Blöcken zu allgemeineren Ausnahmetypen in der
•
Vererbungshierarchie
• [denn spezielle Ausnahme-Objekte werden nach dem
• Substitutionsprinzip auch für allgemeinere Typen eingesetzt!]
18
Ausnahmen abfangen
try...catch: mit mehreren verschiedenen ausgelösten
Ausnahmen
Beispiel Datenhaltungsschicht:
public Datei() {
try{
Class.forName(driverClassName);
con = DriverManager.getConnection
(databaseUrl,user,password);
}
catch(ClassNotFoundException e){...}
catch(SQLException e){...}
}
19
Ausnahmen abfangen
try...catch: finally-Block
Für „Aufräumarbeiten“ da (z.B. Anweisungen rückgängig machen)
Beispiel Datenhaltungsschicht:
public void load(DatenContainer dataCon){
try{
Statement abfrage = con.createStatement();
String befehl = <Select-Ausdruck passend zu Klasse>;
ResultSet ergebnis = abfrage.executeQuery(befehl);
while (ergebnis.next()){
<Objekte erzeugen in Containern über dataCon> }}
catch(SQLException e){...}
finally{datacon.reset();}
}
20
Ausnahmen abfangen
• try...catch: Ort der Ausnahmebehandlung
• Richtet sich nach dem Verantwortlichkeitsprinzip:
• wer ist für die Funktionalität im Fehlerfall zuständig?
• Welche anderen Anweisungen bilden eine Einheit mit
•
fehlerauslösenden Operationen?
•
•
Öffnen eines Warndialogfensters aus Fachkonzeptklasse?
Verhindern ungültige Werte Erzeugung eines Objekts?
• Soweit wie nötig von Aufrufer zu Aufrufer weiterreichen
• Individuelle Ausnahmebehandlung abhängig vom Aufrufer
• möglich
21
Ausnahmen abfangen
try...catch: Ort der Ausnahmebehandlung
Voraussetzung für Weiterreichen der Ausnahmebehandlung:
Auslösende Operation hat Prototyp der Form
<Operationssignatur> throws <Exception>
Zeigt dem Compiler an, dass der Aufrufer für die
Ausnahmebehandlung sorgen muss
Ist der Aufrufer eine Operation (außer main), so kann diese die
Ausnahmebehandlung nach demselben Prinzip weiterreichen
Ausnahmen vom Typ Error und RuntimeException müssen
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nicht durch Prototypen bekannt gemacht werden
Ausnahmen abfangen
try...catch: Ort der Ausnahmebehandlung
Beispiel Klasse PersonErfassenGUI: Weiterreichen von
Fehlern in setVorname / setNachname an save
private void save() {
try {
subject.setVorname(vorname.getText());
subject.setNachname(nachname.getText());
...
}
catch(InvalidAttributeException e){
new InvalidAttributeDialog(this,e);}
}
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Ausnahmen abfangen
try...catch: Ort der Ausnahmebehandlung
Beispiel Klasse PersonErfassenGUI: Weiterreichen der
Fehler von save an actionPerformed
private void save() throws
InvalidAttributeException{...}
public void actionPerformed(ActionEvent e){...
if (e.getActionCommand().equals("Speichern")){
try { ...
save(); ...
}
catch(InvalidAttributeException exp){
new InvalidAttributeDialog(this,exp);
}...
}
24
Ausnahmen abfangen
try...catch: Ort der Ausnahmebehandlung
Diskussion des Beispiels:
Ausnahmebehandlung in save verhindert nicht die Erzeugung
eines Professoren-Objekts mit Eintragen in den Container:
Objekt hat null-Werte (Ist das erwünscht?)
Ausnahmebehandlung in actionPerformed erlaubt, bei
ungültigen Werten das Eintragen des Objekts in den Container
zu verhindern
25
Ausnahmen abfangen
try...catch: Umfang des try-Blocks
Nach der Fehlerbehandlung geht es nach den try- und catchBlöcken normal weiter im Code:
Der try-Block sollte alle Anweisungen mit enthalten, die bei
Auftreten eines Fehlers nicht mehr ausgeführt werden sollen
26
Ausnahmen abfangen
try...catch: Umfang des try-Blocks
Gegenbeispiel (Objekt trotz Fehler in Container eintragen)
public void actionPerformed(ActionEvent e){
...
if (e.getActionCommand().equals("Speichern")){
subject = new Professor();
try { save();}
catch(InvalidAttributeException exp){
new InvalidAttributeDialog(this,exp);}
personen.addPerson(subject);
dispose();
}...
}
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Arten der Fehlerbehandlung
Modale Warndialoge
Verhindern / Zurücksetzen von Datenänderungen
"Anhalten" der Datenverarbeitung
Programmabbruch
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