Oversikt. Array indeks utenfor sine grenser. Feil i programmet hva skjer?

Transkript

1 Inf1010 Våren 2007 Tirsdagene 6. mars (bare 1. time) og 10. april 2007 Feilsituasjoner og unntak i Java (og litt ekte Java I/O) Stein Gjessing, Institutt for informatikk, Universitetet i Oslo Oversikt n Hva er en feil (er det ikke mulig å unngå feil?) n Hva skjer når et program feiler n Mål 1: Å ikke få feilmeldinger fra kjøretidsystemet, men isteden la programmet få kontrollen tilbake etter en feilsituasjoen: n Der programmet normalt ville ha avsluttet med en feilmelding n Eks: Divisjon med null, greier ikke åpne en fil, filen finnes ikke, knytte kontakt over nettet mislykkes, utenfor arraygrensen n Mål 2: Enklere, mer vedlikeholdbar og mer forstålig kode 2 Feil i programmet hva skjer? import easyio.*; class Feil1 { public static void main(string[] args) { In tast = new In(); int i = 1, j = 1; Array indeks utenfor sine grenser int [ ] tallvektor; tallvektor = new int [100]; tallvektor[101] = 17; while ( i >= 0) { System.out.print("\n Divisjon: 100 delt på: (gi tall):"); i = tast. inint(); j = 100/ i; System.out.println("Svaret på 100/" + i + " er:" +j); 3 4

2 Unntak / feil, behandling i Java Dagens tema: Unntaksbehandling Kode som kan feile Feiler koden blir denne blokken kalt med feilobjektet e som parameter n Mye kode kan feile og feilaktige situasjoner (unntak) kan oppstå. n Kode som kan feile kan - og som oftest må - vi legge følgende rundt:... Kode som kan feile...; catch (Exception e) {... Gjør noe med feilen, prøv å rett opp... <USIKKER KODE> <Hvis det skjer noe galt:> throw new Unntaksklasse( ); catch (Unntaksklasse unt) { < Unntaksbehandling. Dette hoppes over når intet unormalt/galt har hendt > < her fortsetter vanligvis programmet både etter normal utføring og etter behandling av eventuelle unntak > Enkleste form for unntaksbehandling. På forhånd har vi deklarert: class Unntaksklasse extends Exception { Fire nye Java ord n throw - Starter å kaste et unntak throw <en peker til et unntaksobjekt> f.eks throw new Unntak(); n try - Står foran en blokk som er usikker dvs. der det kan oppstå et unntak n catch - Står foran en blokk som behandler et unntak. Har en peker til et unntaksobjekt som parameter n throws - Kaster et unntak videre Brukes i overskriften på en metode som ikke selv vil behandle et unntak n Bruk: n <usikker kode> catch (Unntaksklasse u) { <behandle unntaket, u peker på et objekt som beskriver unntaket> A A x = B ( ); catch (Unntaksklassen unt) { < Unntaksbehandling. Dette hoppes over når intet unormalt har hendt > < her fortsetter programmet både etter normal utføring og etter behandling av eventuelle unntak > Når unntak oppstår i en metode int B( ) throws Unntaksklassen { A kaller B B oppdager en feil: throw new Unntaksklassen ( ) ; Normal retur fra B til A: return 17; Unntaksklassen er en klasse som vi på forhånd har deklarert som en subklasse av klassen Exception. 7 8

3 Unntak - oversikt n Brukes til å fange feil - eller uvanlige situasjoner n Når en feilsituasjon oppstår: n Lages det et objekt n Dette objektet brukes av feilbehandlingen Feil og feil fru Blom som enten skjer I samme metode (try-catch) eller blir sendt tilbake til kallende metode (throws) n Vi må ikke (men kan) behandle feil av typen: n RunTimeException n Artimetriske feil n Array-grense-feil n Behandler vi ikke slike feil, avsluttes programmet av runtime-systemet n Error n Grusomme systemfeil vi ikke kan gjøre noe med Vi behøver ikke gjøre noe med feil/unntak (throws) n Vi kan bare sende dem videre til den metoden som kalte oss: throws (og helt til kjøresystemet: > java hvis det er main som kaster unntak/feilmeldinger videre). n Vi må da etter metodens parameter-parentes, men før begynnende krøll-parentes, skrive: n throws UnttakType1, UnntakType2,... { hvor UnttakType1, UnntakType2,... er de typer (klassenavnene) på de unntak som oppstår (eller superklasser av disse, f.eks. Exception) og ikke selv fanger med try-catch. n Merk at vi bruker ordet både for unntak metoden vår selv genererer og de unntak/feil metoden mottar (fra metoder den selv har kalt) og bare videresender. n Ulempe med videre-kasting av unntak: Jo nærmere feilkilden feilen blir rettet, jo bedre Sende feilene videre ut av main throws (ulempe programmet bare avslutter) To (tre) strategier for unntakshåndtering import easyio.*; class MinFeil extends Exception { MinFeil (String s) { super(s); class Feil { int i; public static void main(string[] args) throws ArrayIndexOutOfBoundsException, NumberFormatException, MinFeil { int j; j = new Feil().a(args[0]); System.out.println("RIKTIG: j = + j); n Fange unntaket med try-catch og gjøre noe i catch-delen n Ikke bruke try-catch, men bare sende (kaste) unntaket videre med throws n Fange unntaket og ha en tom krøll-parentes i catch-delen (Ikke anbefalt) int a (String s) throws NumberFormatException, MinFeil { int i = Integer.parseInt(s); if (i < 10) throw new MinFeil ("FEIL: Tallet er mindre enn 10"); return i; ArrayIndexOutOfBoundsException og NumberFormatException behøver ikke deklareres (dvs. kan utelates fra throws ) 11 12

4 Unntak strategier, mer detaljert oversikt Flere måter å behandle unntak/avbrudd: 1. Løs problemet og kall metoden som ga unntak om igjen 2. Lapper sammen ting uten å kalle metoden som ga unntak, eller beregn et alternativt ( beste ) resultat istedenfor det unntaksmetoden skulle ha beregnet 3. Avslutt programmet: System.exit(0); 4. Ignorere dem n hvis de er av typen RunTimeException eller Error n hvis de oppstår terminerer programmet Unntak - oversikt, forts. 5. Kaste det videre f.eks. public static void main(...) throws IOException når main kaster en feil videre er det til kjøretidsystemet og programmet terminerer 6. Ta imot / fange det og behandle det ferdig:... farlig kode. catch ( Exception e) {... gjør noe fornuftig og rett opp feilen 7. Ta imot, gjøre noe/litt og så kaste det (eller et annet) videre:... farlig kode. catch ( Exception e ) {... gjør noe fornuftig, f.eks. rett opp litt av feilen og så throw e; String-indeks utenfor stringen class Unntak0x { public static void main(string[ ] args) { new Unntak0x ( ); Unntak0x ( ) { String s = "Dette er en tekst med 29 tegn", s1; s1 = s.substring(30,32); // string-indeks utenfor "enden" Behandler Stringindeks-feil class Unntak1x { public static void main(string[ ] args) { new Unntak1x ( ); Unntak1x ( ) { String s = "Dette er en tekst med 29 tegn", s1; s1 = s.substring(30,32); // string-indeks utenfor "enden" catch (StringIndexOutOfBoundsException e) { System.out.println("Her er det noe galt med string-indeksen ); //end try >java Unntak1x Her er det noe galt med string-indeksen 15 16

5 Eksempel på bruk av unntaksobjektet Fange divisjon med 0 class Unntak2x { public static void main(string[ ] args) { new Unntak2x ( ); Unntak2x ( ) { String s = "Dette er en tekst med 29 tegn", s1; s1 = s.substring(30,32); // string-indeks utenfor "enden" catch (StringIndexOutOfBoundsException e) { System.out.println("Her er det noe galt med string-indeksen " + e.getmessage( )); //end try >java Unntak2x Her er det noe galt med string-indeksen String index out of range: public class TryTest { public static void main ( String [ ] args) Her tar programmet { int i=1; seg av hele feilen for (int j=0; j < 5; j++) try{ i = 10/j; System.out.println("Det gikk OK, i:" + i + ", j:" + j); catch (Exception e) { System.out.println("Feil i uttrykk: "+ e.getmessage( )); // end TryTest snidil> java TryTest Feil i uttrykk: / by zero Det gikk OK, i:10, j:1 Det gikk OK, i:5, j:2 Det gikk OK, i:3, j:3 Det gikk OK, i:2, j:4 snidil> 18 Starte å sende feil/unntak selv - eks. n class Feil1 { int i; public static void main(string[] args) { new Feil1().a(null); void a( Feil1 pek) { if (pek == null ) throw new NullPointerException( pek må være!= null"); pek.i = 14; Merk at her kastes et objekt av en klasse som er subklasse av RunTimeException, så da trenger vi ikke try-catch rundt kallet på metoden a Egendefinerte unntak class Mittunntak extends Exception { public Mittunntak ( ) { public Mittunntak (String s) { super(s); // end konstruktører // end class Mittunntak try{... catch (Mittunntak e) {.. e.getmessage( ).. throw new Mittunntak("feilmelding"); Den nye klassen Mittunntak utvider (extends) den ferdiglaget Java-klasse med navn Exception. throw new Mittunntak( ); 19 20

6 σ σ Eksempel 1: class Mittunntak extends Exception { public Mittunntak ( ) { Fullstendig eks. public Mittunntak (String s) { super(s); import java.io.*; class UnntakEgen { public static void main(string[ ] args) throws IOException { new UnntakEgen ( ); UnntakEgen ( ) throws IOException { BufferedReader mininn = new BufferedReader (new InputStreamReader(System.in)); System.out.println("Skriv et positivt tall?"); String linje = mininn.readline ( ); int tall = Integer.parseInt(linje); if (tall < 0) throw new Mittunntak(linje); System.out.println("Roten av tallet er: " + Math.sqrt(tall)); catch (Mittunntak un) { System.out.println(" Kan ikke finne roten av " + un.getmessage()); // slutt class UnntakEgen 21 Eksempel 2: Konto med OvertrekkUnntak - VIKTIG class Konto { private double saldo = 0, minimumsaldo = 0; private int kontonr; Konto (int nr) { kontonr = nr; public void taut (double belop) throws OvertrekkUnntak { if (saldo - belop < minimumsaldo) { throw new OvertrekkUnntak(Integer.toString(kontonr)); else saldo = saldo - belop; // slutt taut... class OvertrekkUnntak extends Exception { public OvertrekkUnntak (String s) { // slutt Konto super(s); // end class OvertrekkUnntak 22 Bruk av Konto med OvertrekkUnntak class Bank{ static void main (String [] args) { Konto pek = new Konto(234); pek.taut(-10); catch (OvertrekkUnntak e) { System.out.print(" Overtrekk på konto "); System.out.println( e.getmessage()); // slutt catch // slutt main slutt Bank import easyio.*; Flere opplysninger ut av parameteren til catch class Feil3 { public static void main(string[] args) { new Feil3().a(); void a() { b(); void b(){ In tast = new In(); int i = 1, j = 0; while ( i >= 0) { System.out.print("\nDivisjon: 100 delt på: (gi tall):"); i = tast. inint(); Divisjon: 100 delt p : (gi tall):0 FY - deling med null er tull java.lang.arithmeticexception: / by zero at Feil3.b(Feil3.java:19) at Feil3.a(Feil3.java:9) at Feil3.main(Feil3.java:6) Divisjon: 100 delt p : (gi tall): try{ j = 100/ i; System.out.println("Svaret på 100/" + i + " er:" +j); catch (Exception e){ System.out.println("\n FY - deling med null er tull"); e.printstacktrace(); 23 24

7 Hvilke klasser av feil og unntak har vi i Java Fange flere unntak n Exception unntak (med alle subklassene) n Disse unntakene kan og må vi fange (Unntatt RunTimeException) n F.eks. IOException (kommer vi tilbake til) n RunTimeException (en subklasse av Exception) igjen med sine subklasser som : ArrayIndexOutOfBoundsException, NumberFormatException, ArithmeticException,... n Disse kan, men må vi ikke fange n Vi kan, men må ikke skrive try-catch for disse feilsituasjonene n Vi kan kort sagt ignorere disse (men da terminerer programmet ) n Det ville ellers bli alt for mye..catch (..){... i koden n Eks: Divisjon med 0, en peker er null, gal indeks i en array,.. n Error (med alle subklassene) n Noe galt skjer, vi kan som oftest ikke gjøre noe med det n Eks:.InternalError.OutOfMemoryError, NoClassDefFoundError n Error og Exception er subklasser av Throwable 25 class Unntak3x { public static void main(string[ ] args) { new Unntak3x ( ) ; Unntak3x ( ) { int dividend=7, divisor = 0; int kvotient=0; String s="dette er en tekst med 29 tegn"; String s1="*********"; s1 = s.substring(15,17); // OK string-indeks kvotient = dividend/divisor; // Feil: divisjon med 0 catch (StringIndexOutOfBoundsException e) { System.out.println("Her er det noe galt med string-indeksen"); catch (ArithmeticException e1) { System.out.println("Divisjon med 0: " + e1.getmessage( ) ); //end try-catch System.out.println(s1); System.out.println(kvotient); >java Unntak3x Divisjon med 0: / by zero st 0 26 Nytt Java ord: finally n Vi kan ha flere catch etter hverandre: try{... Kode som kan gi unntak / feile... catch (Type1 t1 ) { catch (Type2 t2 ) {... catch (Type3 t3 ) {... finally { // Dette gjøres alltid - selv om vi ikke får noe unntak n Da testes det (omlag som en switch), og bare den første som får tilslag, blir utført n Husk: At hvis en av klassenavnene (Type1, Type2,..) er superklasse til det innkomne unntaket, vil den blir utført. n Finally vil alltid bli utført enten det ble unntak eller ikke og enten noen av catchene fikk tilslag eller ikke. 27 Motta mange feiltyper - eksempel import easyio.*; class MinFeil extends Exception { MinFeil (String s) { super(s); class Feil7 { int i; int a( String s) throws NumberFormatException, MinFeil{ int i = Integer.parseInt(s); if (i < 10) throw new MinFeil ("FEIL: Tallet er mindre enn 10"); return i; public static void main(string[] args) { int j; j= new Feil7().a(args[0]); System.out.println("RIKTIG: j="+j); catch (ArrayIndexOutOfBoundsException e) { System.out.println("Galt kall på Feil7, bruk:>java Feil7 tall "); catch (NumberFormatException e) { System.out.println("Skriv tall"); catch (MinFeil m) { System.out.println(m.getMessage()); m.printstacktrace(); finally { // Dette gjøres alltid - selv om vi ikke får noe unntak System.out.println("Alltid finally"); 28

8 IO feil Inn fra tastatur i Java main mininn Hilsen klassedatastruktur n En metode som kan komme til å gjøre en IO-feil må enten behandle dette selv, eller kaste feilen videre: public void minfilleser() throws IOException { import java.io.*; class Hilsen { public static void main (String [] args) throws IOException { BufferedReader mininn = new BufferedReader (new InputStreamReader(System.in)); navn String readline() Objekt av klassen BufferedReader < kode som gjør fil-behandling> 29 System.out.println( Hva heter du?"); String navn = mininn.readline ( ); System.out.println( God dag " + navn ); snidil:>javac Hilsen.java snidil:>java Hilsen Hav heter du? Stein Gjessing God dag Stein Gjessing snidil:> Kaster IOunntak til runtimesystemet 11 konstruktører 47 metoder pluss plass til å lagre en streng (en tekst) Stein Gjessing Et objekt av klassen String 30 Om å lese desimaltall (Utdrag av et program) import java.io.*; BufferedReader mininn = new BufferedReader (new InputStreamreader (System.in)); double tall; String linje; linje = mininn.readline(); tall = Double.parseDouble(linje); // eller: tall = Double.valueOf(linje.trim()).doubleValue(); main mininn String readline() Dette objektet leser fra tastaturet En enkel måte å lese heltall på import java.io.*; BufferedReader mininn = new BufferedReader (new InputStreamReader (System.in)); int tall; String linje; linje = mininn.readline(); tall = Integer.parseInt(linje); DETTE GÅR BRA HVIS LINJEN BARE INNE- HOLDER ET TALL!! Vi husker: Double er en klasse som inneholder mye verktøy som behandler kommatall av typen double. ( Dette har ingen ting med innlesing å gjøre. ) Double Double valueof ( ) double parsedouble ( ) 137 tall linje Integer int parseint ( ) Andre klasser som bl.a. heter Character, Integer, Long og Boolean inneholder metoder for å ta seg av hhv. tegn, heltall (int og long) og logiske verdier. Se i pakken java.lang double doublevalue( ) String klassedatastruktur Et objekt av klassen String 32

9 Innlesing fra fil Java original Først må vi lage en forbindelse med filen: filinn Utskrift til fil - Java original main filut BufferedReader filinn = new BufferedReader (new FileReader ( minfil.txt )); Nå kan vi bruke filen på samme måte som vi leste data fra tastaturet: double dtall; String tekst; dtall = Double.parseDouble(filInn.readLine()); tekst = filinn.readline( ); tekst Dette objektet leser fra filen minfil.txt minfil.txt Forelesningene dtall PrintWriter filut = new PrintWriter (new FileWriter ( minutfil.txt )); // Utskrift skjer som til skjerm: filut.println( utskrift + 17 ): For at innholdet på den nye filen skal bevares må vi til slutt si: filut.close( ); Dette objektet skriver på filen minutfil.txt void println() minutfil.txt Forelesningene Et objekt av klassen String I/O unntak som ikke behandles av programmet Summen av tallene på en fil (nestet try-catch) Når det oppstår et I/O-unntak kan programmet velge å selv ikke behandler det, men kaste det videre til kjøretidsystemet. public static void main(string[] args) throws IOException { BufferedReader filinn = new BufferedReader (new FileReader ("dinfil.txt"));... For eksempel hvis filen ikke finnes: import java.io.*; class Sum { public static void main(string[] args) throws IOException { BufferedReader inn = new BufferedReader (new InputStreamReader (System.in)); BufferedReader filinn = null; String filnavn = null, linje = null; int tall, sum= 0; boolean filskalfinnes = true; while ( filskalfinnes ) { System.out.print("Filnavn: "); filnavn = inn.readline(); filinn = new BufferedReader (new FileReader (filnavn)); // Ikke gjenta fil-åpning mer: filskalfinnes = false; while ( true ) { linje = filinn.readline(); tall = Integer.parseInt(linje); sum += tall; catch (NumberFormatException e) { System.out.println("Summen er: "+sum); catch ( FileNotFoundException e) { System.out.println(filnavn+ " ukent ); System.out.println("Prøv igjen"); // slutt åpne fil løkke // slutt main // slutt klassen Sum 35 36

10 To alternative EOF -metoder (programmønstre) while ( true ) { linje = filinn.readline(); if (linje == null) throw new EOFException(); tall = Integer.parseInt(linje); sum += tall; catch (EOFException e) { System.out.println ("Summen er: "+sum); linje = filinn.readline(); while ( linje!= null ) { tall = Integer.parseInt(linje); sum += tall; linje = filinn.readline(); System.out.println ("Summen er: "+sum); Eksempel: class In og InExp i easyio public class InExp { BufferedReader in;... public int inint(string sep) throws NumberFormatException, IOException { return Integer.parseInt(inWord(sep)); public String inword(string sep) throws IOException { lineno++; return in.readline(); public class In extends InExp { public int inint() { return inint(null); public int inint(string sep) { for (int i = 0; i < numtry; i++) { return super.inint(sep);... catch (IOException ioe) { feil("inint: " + ioe.getmessage()); return 0; // kompilatormat catch (NumberFormatException nfe) { System.out.print("Forventer et heltall. Prøv igjen: "); // end try-catch Oppsummering unntak i Java Hvis det oppstår en feil under kjøring av programmet, kastes det et unntak: throw new Unntaksklasse(); Metoder kan enten kaste unntak videre (throws( )) eller fange opp unntak med try/catch. Dette gjøres ved hjelp av en try/catch-blokk: { usikker kode... catch(exceptionnavn e) {... finally {... Unntak kastes oppover i kallkjeden inntil det blir fanget opp. Metoder som kaster unntak videre, må deklare dette ved hjelp av nøkkelordet throws: kastemetode(...) throws ExceptionNavn Metoder som kaster unntak som tilhører RuntimeException-klassen, trenger ikke å deklarere dette. Et unntak som ikke blir fanget opp av en metode underveis, blir til slutt fanget opp av kjøresystemet til Java, som skriver ut relevant informasjon om unntaket og avslutter programmet. Java og C# n Vi har tidligere snakket litt om forskjellene mellom Java og C# n Java er laget av Sun, C# av Microsoft n Det meste er likt n Hendelser håndteres forskjellig n Unntak håndteres rimelig likt, men i C# er du ikke tvunget til å deklarere de unntak som kastets videre (alle unntak I C# fungerer altså slik som runtime-feil i Java) n Alle Microsofts språk kompileres til C# og bruker C#s objektorienterte kjøretidsystem n Java compileres til byte-kode, C# kompileres Just-In-Time (JIT) til maskinkode 40