class Ausnahme

9. Ausnahmebehandlung
Java-Beispiele:
Ausnahme.java
TryCatch.java
TryCatchAll.java
Finally.java
TryInTry.java
KeyboardTry.java
Oeffnungszeit.java
K. Bothe, Inst. f. Informatik, HU Berlin, PI1, WS 2006/07
Version: 18. Jan. 2007
Schwerpunkte
• Ausnahmen und Laufzeitfehler
• Stack-Trace
• Java-Ausnahmeklassen-Hierarchie
• try-catch:
Nutzerdefinierte Ausnahmebehandlung
• Nutzerdefinierte Erzeugung von Ausnahmen
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2
Ausnahmen
• Besondere Bedingungen zur Laufzeit des
Programms: Fehlersituation
• Keine sinnvolle Weiterarbeit:
meist Laufzeitfehler Æ Abbruch des Programms
Beispiele:
• Array: falscher Index a[i]
• Eingabe: Zahl erwartet
- aber Buchstabe liegt an
• Zugriff auf Objekt (Aufruf von Methoden):
- existiert aber nur ’null’-Objekt
• Klasse zur Laufzeit nicht vorhanden
(nach Compilation: Klasse gelöscht)
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Ziel:
Trotz
Ausnahme
soll sinnvolle
Weiterarbeit
möglich sein
3
Laufzeitfehler und
Ausnahmeinformationen
Stack-Trace
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4
Beispiele:
Laufzeitfehler erzeugen Ausnahmen
class Ausnahme
{
public static void main (String[] args) {
int i = Integer.parseInt(args[0]);
System.out.println("i = " + i);
}
}
% java Ausnahme 3
i = 3
Ausgabe?
% java Ausnahme
java.lang.ArrayIndexOutOfBoundsException: 0
at Ausnahme.main(Compiled Code)
% java Ausnahme a1
java.lang.NumberFormatException: a1
at java.lang.Integer.parseInt
at Ausnahme.main
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Vergleiche:
Verschiedene
‘at’-Angaben
5
Inhalt von Ausnahme-Mitteilungen
class Ausnahme
{
public static void main (String[] args){
int i = Integer.parseInt(args[0]);
System.out.println("i = " + i);
}
}
Was?
Details
Art
% java Ausnahme a1
java.lang.NumberFormatException:
at java.lang.Integer.parseInt
at Ausnahme.main
Wo: In welcher Umgebung?
Æ Stack-Trace
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a1
Wo: In welcher Methode
(welcher Klasse)?
6
Au
Stack-Trace
sn
ah
me
Umgekehrte Liste aller aktivierten, aber noch
.ja
va
nicht beendeten Methoden-Aufrufe
class Ausnahme
{
static int makeIntFromString (String s)
return Integer.parseInt(s);
}
public static void main (String[] args)
int i = makeIntFromString(args[0]);
System.out.println("i = " + i);
}
}
% java Ausnahme a1
java.lang.NumberFormatException:
a1
at java.lang.Integer.parseInt
Aufruf 3
at Ausnahme.makeIntFromString
Aufruf 2
at Ausnahme.main
Aufruf 1
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{
{
Ausgaberichtung
(Stack)
7
Stack–Trace:
Ausschriften nicht einheitlich
% java Ausnahme a1
java.lang.NumberFormatException:
at java.lang.Throwable
at java.lang.Exception
at java.lang.RuntimeException
Konstruktoren zur
Erzeugung von
a1 Ausnahmeobjekten
Æ Klassen-Hierarchie
(Laufzeit-API-Stack-Trace
wird durch JavaInterpreter gerufen)
at java.lang.IllegalArgumentException
at java.lang.NumberFormatException
at java.lang.Integer.parseInt
at Ausnahme.makeIntFromString
at Ausnahme.main
Java 1.3
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Stack-Trace
(Anwenderprogramm)
8
Ausnahmebehandlung in Java
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9
Ausnahmebehandlung in Java:
objektorientierte Lösung
class Ausnahme
{
static int makeIntFromString (String s) {
return Integer.parseInt(s);
}
public static void main (String[] args) {
int i = makeIntFromString(args[0]);
System.out.println("i = " + i);
}
}
Au
sn
ah
me
.ja
va
Aufrufreihenfolge (mit aktuellen Parametern) :
% java Ausnahme a1
4
61
main({"a1", "4", "61"})
makeIntFromString("a1")
Integer.parseInt("a1")
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Java-VM-Maschine:
- entdeckt
Ausnahmesituation
- erzeugt Objekt
(einer Ausnahmeklasse)
10
Wie kann man sich Objekte zur
Beschreibung von Ausnahmen vorstellen?
Java-VM-Maschine:
erzeugt Objekt (einer Ausnahmeklasse)
?
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11
Wie kann man sich Objekte zur
Beschreibung von Ausnahmen vorstellen?
Java-VM-Maschine:
erzeugt Objekt (einer Ausnahmeklasse)
Objekt der Klasse NumberFormatException:
NumberFormatException(String details)
getMessage()
printStrackTrace()
FillInStackTrace()
Art:
NumberFormatException
Details:
a1
Stack-Trace: Integer.parseInt
makeIntFromString
main
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12
Ausnahme-Klassen: Hierarchie
(in java.lang)
Throwable
Error
VirtualMachineError
Exception
...
RuntimeException
IllegalArgumentException
...
...
...
ArithmeticException
NumberFormatException
Beispielobjekt:
je Art einer Ausnahme:
spezielle Klasse
NumberFormatException (String details)
printStrackTrace()
getMessage()
FillInStackTrace()
Art:
NumberFormatException
Details:
a1
Stack-Trace:
Integer.parseInt
makeIntFromString
main
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Throwable:
allgemeine
Ausnahmeklasse
Error:
schwerer Fehler
(i.allg. nicht behebbar)
Exception:
behandelbar
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Ausnahmebehandlung bedeutet:
Auswertung von erzeugten Ausnahmeobjekten
Objekt der Klasse NumberFormatException
NumberFormatException (String details)
printStrackTrace()
getMessage()
FillInStackTrace()
Art:
NumberFormatException
Details:
a1
Stack-Trace:
Integer.parseInt
makeIntFromString
main
Wer wertet die
Information aus?
• Java-Standard-Ausnahmebehandler (JVM):
- Ausgabe der im Ausnahmeobjekt gespeicherten
Informationen (s.o.)
- Abbruch des Programms
• Nutzerdefinierte Ausnahmebehandlung:
try-catch - Anweisung
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14
Nutzerdefinierte
Ausnahmebehandlung in Java:
try-catch-Anweisung
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15
try–catch: ein Beispiel
T r yC
atch
.jav
a
class TryCatch
{
public static void main (String[] args)
{
try
{
Kritische
int i = Integer.parseInt(args[0]);
Anweisungen
System.out.println("i = " + i);
ÆAusnahme} catch (NumberFormatException e)
{
Situation
System.out.println("Als Kommandozeilenmöglich
Argument wird ein int-Wert benoetigt");
}
}
Behandlung
}
Æ danach:
normale
Weiterarbeit
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16
try–catch: Wirkung im Detail
class TryCatch
{
public static void main (String[] args)
{
try
{
int i = Integer.parseInt(args[0]);
System.out.println("i = " + i);
}
try-Block:
u.U. Ausnahme
Æ Evtl. Ausnahmeobjekt o vom Typ (Klasse) t erzeugt:
Falls t zum Typ des Parameters von catch passt:
- Objekt o an e gebunden
- catch–Anweisung ausgeführt
catch (NumberFormatException e)
{
System.out.println("Als KommandozeilenArgument ...");
}
Rolle von e?
}
Æ
Programmierer bestimmt, was nach einer Ausnahme
(hier: NumberFormatException) passiert
und das Programm wird regulär fortgesetzt !
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try–catch: Aufruf
class TryCatch
{
public static void main (String[] args)
{
try
{
int i = Integer.parseInt(args[0]);
System.out.println("i = " + i);
} catch (NumberFormatException e)
{
System.out.println("Als KommandozeilenArgument wird ein int-Wert benötigt");
}
}
}
Ausgabe?
% java TryCatch a1
falsches Argument
Als Kommandozeilen-Argument wird ein int-Wert benötigt
% java TryCatch
fehlendes Argument
java.lang.ArrayIndexOutOfBoundsException: 0
...
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Behandlung mehrerer Ausnahmen
Try
C
atc
class TryCatchAll
{
hA
public static void main (String[] args)
{
ll.j
av
try
{
a
int i = Integer.parseInt(args[0]);
System.out.println("i = " + i);
}
catch (NumberFormatException e)
{
System.out.println("Als Kommandozeilen ...");
}
catch (ArrayIndexOutOfBoundsException e)
{
System.out.println("Aufruf mit einem Par.");
}
catch (Throwable e)
{
Alle Ausnahmen sind
e.printStackTrace();
kompatibel zu Throwable
}
} Methode auf
Ausnahmeobjekt
}
Unterschied:
angewendet
letztes catch ÅÆ Interpreter?
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Kompatibilität von Ausnahmen
Throwable
Error
VirtualMachineError
Exception
...
RuntimeException
IllegalArgumentException
...
...
...
ArithmeticException
NumberFormatException
Regel:
Ausnahme-Unterklassen
sind immer kompatibel
zur erwarteten Klasse, d.h.
zu Throwable sind alle
Ausnahmen kompatibel
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Throwable:
je Art einer Ausnahme:
spezielle Klasse
allgemeine
Ausnahmeklasse
Error:
schwerer Fehler
(i.allg. nicht behebbar)
Exception:
behandelbar
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try-catch: reguläre Weiterarbeit
class TryCatchAll
{
public static void main (String[] args)
{
try
{ ...
}
catch (NumberFormatException e)
{...
}
catch (ArrayIndexOutOfBoundsException e)
{...
}
catch (Throwable e)
{ ...
}
System.out.println ("Programm ordentlich beendet");
}
Mit und ohne Ausnahme:
}
Ausschrift kommt
Ohne try-catch:
Programm nach Auftreten einer Ausnahme (irregulär) beendet
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finally-Block
-
Am Ende: finally-Code immer ausgeführt
(mit / ohne Ausnahme)
Idee: gemeinsamer Code für
Abschlussaktivitäten
Fin
al l
y.j
av
a
class Finally
{
public static void main (String[] args)
{
int i = 1000, j = 0;
try
{ i /= j;
} catch (ArithmeticException e)
{
System.out.println(e);
} finally {
System.out.println (i + " / 0 undef.");
}
}
Hinweis kommt immer
}
% java Finally
. . .
1000 / 0 undef.
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Verschachtelte try-Anweisungen
Try
I
try
{
try
{
int x = Integer.parseInt(args[0]);
}
catch (NumberFormatException e)
{
System.out.println("Innen: " + e);
}
Argument kein 'int'
}
catch (Throwable e)
{
System.out.println ("Aussen: " + e);
}
kein Argument
nT
ry.
jav
a
Falls Ausnahme im inneren catch nicht passt:
Suche umgebendes try-catch
(bzw. try-catch einer aufrufenden Methode)
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Beispiel: sicheres Einlesen von Zahlen
public static int intEinlesen() {
int zahl = 0; boolean ok = false;
Ke
yb
oa
rdT
ry.
j
av
System.out.print("Zahl eingeben: ");
a
while (!ok)
{
try
{
ok = true;
zahl = Keyboard.readInt();
}
catch ( NumberFormatException e )
{
System.out.print("Keine Zahl!! Noch einmal:");
ok = false;
}
}
return zahl;
}
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Nutzerdefinierte Erzeugung von
Ausnahmen in Java:
throw-Anweisung
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Wer entdeckt Ausnahmesituationen?
Wer erzeugt Ausnahmeobjekte?
class Ausnahme
{
public static void main (String[] args)
int i = Integer.parseInt(args[0]);
System.out.println("i = " + i);
}
}
Hier:
Auswertung
von
Ausnahmeobjekten
% java Ausnahme 3
i = 3
Frage: Wer
hat sie
vorher
erzeugt?
% java Ausnahme a1
java.lang.NumberFormatException: a1
at java.lang.Integer.parseInt
at Ausnahme.main
{
% java Ausnahme
java.lang.ArrayIndexOutOfBoundsException: 0
at Ausnahme.main(Compiled Code)
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Wer erzeugt Ausnahmen?
• Virtuelle Java-Maschine (Java-Interpreter):
z.B.
- Klasse nicht gefunden
- falscher Array-Index
• Methoden des Java-API
z. B.
Integer.parseInt (in Java implementiert)
public static int parseInt (String s)
throws NumberFormatException parseInt wertet s
aus und erzeugt
ggf. Ausnahme
• Nutzer-Programm
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Ausnahmen: erzeugen + behandeln
Ausnahmesituation
/ Laufzeitfehler
erzeugt
Ausnahmeobjekt
Java VM-Maschine (Index-Fehler)
API-Methoden (parseInt)
Nutzerprogramm
wird ausgewertet
Java-StandardAusnahmebehandlung
Mitteilungen: ...
Abbruch
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nutzerdefinierte Behandlung:
try-catch
Weiterarbeit
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Nutzerdefinierte Ausnahmen
class Wochenende extends Exception
{
Wochenende(String text)
{
Oe
ffnu
super(text);
}
ngs
zei
t.ja
}
va
ex = new Wochende ("Sonntag")
ex.getMessage() Æ "Sonntag"
Java-API
class Exception
{
public Exception (String s)
// erzeugt E. mit Information s
public String getMessage ()
// gibt Information s zurueck
...
}
Programm arbeitet am Wochenende anders als in der Woche
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Neue Ausnahmeklasse: 'Wochenende'
Throwable
Exception
Error
...
Wochenende
RuntimeException
IllegalArgumentException
...
...
...
ArithmeticException
NumberFormatException
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30
Anwendung: nutzerdefinierte Ausnahme
public static void main (String[] args)
{
try
{ Normalfall
z. B. "Sonntag"
heuteOffen();
} catch (Wochenende ex)
{
System.out.println ( ex.getMessage() +
"s geschlossen.");
Ausnahmesituation
}
}
Methode erzeugt Ausnahme
static void heuteOffen() throws Wochenende {
int tag = Calender ... // API-Klasse
if (tag == Calendar.SUNDAY)
// 1 Im Ausnahmefall:
throw new Wochenende("Sonntag");
nicht erreicht
if (tag == Calendar.SATURDAY)
// 7
throw new Wochenende("Samstag");
System.out.println("Heute geoeffnet.");
}
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Ausnahmeobjekt nach:
throw new Wochende ("Sonntag");
Aufruf in:
heuteOffen()
Aufruf in:
main()
Wochenende (String details)
printStrackTrace()
getMessage ()
FillInStackTrace()
Art:
Wochenende
Details:
"Sonntag"
Stack-Trace:
Wochenende.heuteOffen
Wochenende.main
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API–Klasse Calender:
liefert aktuellen Wochentag
static void heuteOffen () throws Wochenende {
int tag = Calendar.getInstance().get(Calendar.DAY_OF_WEEK);
if (tag == Calendar.SUNDAY)
// 1
throw new Wochenende("Sonntag");
aktueller Wochentag geliefert
if (tag == Calendar.SATURDAY)
// 7
throw new Wochenende("Samstag");
System.out.println("Heute geoeffnet.");
}
K. Bothe, Inst. f. Informatik, HU Berlin, PI1, WS 2006/07
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