Undantag. Engelska: exceptions. Skansholm: exceptionella händelser

Transkript

1 Undantag Engelska: exceptions Skansholm: exceptionella händelser Fel som genereras om man försöker öppna en fil som inte finns, dividera med noll, indexera utanför en array osv. bjectorienterad programmering Sida 1

2 Exempel: Skriv ett program som 1. ber om ett filnamn 2. öppnar filen 3. läser innehållet 4. gör nåt med innehållet 5. stänger filen Alla operationer kan gå snett! bjectorienterad programmering Sida 2

3 Motivation (forts) En lösning: skriv uttryckliga tester för alla felsituationer h = open_file(...) if (h.error) { // hantera felet } else { // fortsätt att läsa filen } Om man ska hantera alla felsituationen blir kontrollflödet komplicerat! Dessutom: det är svårt att testa koden. bjectorienterad programmering Sida 3

4 Exempel class A {} class B extends A {} class Exce2 { static void main (String [] arg) { A x = new A(); B y = (B)x; } } bjectorienterad programmering Sida 4

5 Exempel, testkörning $ java Exce2 Exception in thread "main" java.lang.classcastexception: A at Exce2.main(Exce2.java:8) bjectorienterad programmering Sida 5

6 public class ExceNull { private void method() {} public static void main(string[] arg) { ExceNull n = null; n.method(); } } harpo$ javac ExceNull.java harpo$ java ExceNull Exception in thread "main" java.lang.nullpointerexception at ExceNull.main(ExceNull.java:7) bjectorienterad programmering Sida 6

7 class A { public int m(int x) { return 100/x; } } public class Exce { public static void main (String[] arg) { int x = Integer.parseInt(arg[0]); A a = new A(); int z = a.m(x); System.out.println("100/"+x+" = "+ z); }} bjectorienterad programmering Sida 7

8 Undantag Frågor om undantag. Vilka typer av undantag finns det? Hur genereras dem? Hur kan man hantera dem? bjectorienterad programmering Sida 8

9 Typer av undantag Ett undantag i Java är ett objekt av någon subklass till klassen java.lang.throwable. Undantagen kan delas upp i tre grupper: Error (Fel) Run-time exception Checked exception (Kontrollerade undantag) bjectorienterad programmering Sida 9

10 Typer av undantag (forts) Error Fel som vanligtvis inte kan hanteras, tex att maskinen har slut på minne. Run-time exception Vanliga programfel, tex division med noll, fel i arrayindexering, fel i typkonvertering, eller access av null-objekt. Kontrollerade undantag Fel som rimligtvis bör hanteras av programmet, till exempel försök att öppna en fil som inte finns. bjectorienterad programmering Sida 10

11 De viktigaste typerna av undantag Object Throwable Error Exception RunTimeException Kontrollerade undantag bjectorienterad programmering Sida 11

12 Typer av undantag (forts) Det finns två viktiga klasser som ärver direkt från Throwable, java.lang.error och java.lang.exception java.lang.exception har en viktig subklass java.lang.runtimeexception bjectorienterad programmering Sida 12

13 Vilket typ av undantag? Typer av undantag (forts) Ett undantag tillhör gruppen Error om det tillhör en klass som ärver från java.lang.error Ett undantag tillhör gruppen Run-time Exception om det tillhör en klass som ärver från java.lang.runtimeexception Tips: RuntimeException har en konstruktor som tar Throwable som argument... Alla andra undantag tillhör gruppen Checked Exception. Exempel: IOException bjectorienterad programmering Sida 13

14 Att kasta ett undantag (Generera exceptionella händelser) class Undantag extends Exception {} class A { void m() throws Undantag { throw new Undantag(); } } bjectorienterad programmering Sida 14

15 Kasta undantag (forts) Notera: Vi måste deklarera att metoden m kastar undantag (och vilken typ av undantag). Detta gäller för alla kontrollerade undantag (checked exceptions). Undantag skapas med new (som alla andra objekt). bjectorienterad programmering Sida 15

16 Hantera undantag try {... } catch (U1 e) { hantera felet } catch (U1 e) { hantera felet } finally { avsluta } evaluerar... och fångar alla fel av klassen U1 och U2 och avslutar med att avsluta bjectorienterad programmering Sida 16

17 Exempel: try-catch 2 class Exce6 { static int div (int x, int y) { int r; try { r = x / y; } catch (ArithmeticException e) { r = 0; } return r; } bjectorienterad programmering Sida 17

18 Exempel: try-catch 2 (forts) } static void main (String [] arg) { int x = Integer.parseInt(arg[0]); int y = Integer.parseInt(arg[1]); int z = div(x,y); System.out.println(z); } bjectorienterad programmering Sida 18

19 Exempel: try-catch 2 (körexempel) harpo$ java Exce6 Exception in thread "main" java.lang.arrayindexoutofboundsexception: 0 at Exce6.main(Exce6.java:13) harpo$ java Exce harpo$ java Exce harpo$ bjectorienterad programmering Sida 19

20 Att passa ett undantag vidare Vad händer om en metod inte fångar ett kontrollerat undantag? För att den saknar en try-sats, eller för att try-satsen inte fångar just den typen av undantag. Undantaget passas vidare till anroparen. Vilket innebär att anroparen också måste deklarera undantaget. bjectorienterad programmering Sida 20

21 Finally När körs finally-delen? En try kan terminera på tre olika sätt. 1. {... } terminerar normalt. 2. {... } kastar ett undantag som hanteras av en catch-klausul. 3. {... } kastar ett undantag som inte hanteras. bjectorienterad programmering Sida 21

22 När körs finally-delen? (forts) 1. Normal terminering. Finally-delen körs efter att {... } terminerat 2. Undantag kastas och hanteras av en catch. Finally-delen körs efter att hanteraren körts. 3. Undantag kastas men hanteras inte. Finally-delen körs före undantaget passas vidare. Finally-delen körs alltid. Bra för att (tex) stänga filer. (Men close() kan kasta en IOException som måste fångas...) bjectorienterad programmering Sida 22

23 Undantag, sammanfattning Alla fel som uppstår vid körning representeras som undantag Undantag är objekt i någon subklass till Throwable Undantag kan hanteras (med try-catch) eller deklarertas (med throws) Vissa undantag (kontrollerade undantag, eller checked exceptions) måste deklareras; om en metod kan kasta ett sådant måste den deklarera det bjectorienterad programmering Sida 23

24 Strömmar och IO Strömmar InputStream OutputStream Läser och skriver strömmar av bytes. Reader Writer Läser och skriver strömmar av char (Unicode). bjectorienterad programmering Sida 24

25 Klassen InputStream Källa Fil Bytearray InputStream FileInputStream ByteArrayInputStream BufferedInputStream PushbackInputStream PipedOutputStream PipedInputStream bjectorienterad programmering Sida 25

26 Klassen InputStream, några metoder int read() int read(byte[] buffer) long skip(long n) void close () läser en byte (-1 om strömmen slut) läser bytes in i en buffer skippar (högst) n byte, returnera hur mång stäng strömmen bjectorienterad programmering Sida 26

27 InputStream, subklasser InputStream ByteArrayInputStream FileInputStream(File f) FileInputStream(String s) PipedInputStream(OutputStream p) BufferedInputStream(InputStream is) DataInputStream(InputStream is) PushBackInputStream(InputStream is) ObjectInputStream(InputStream in) abstrakt klass läser från en array av byte läser från en fil läser från en fil läser från en annan ström Buffrad ström. Läser primitiva datatyper Läser godtyckliga objekt! bjectorienterad programmering Sida 27

28 Klassen OutputStream void flush() void close() void write(int b) void write(byte [] b) tömmer alla buffrar och ser till att utskriften når sitt mål stänger strömmen skriver en byte skriver en array av bytes bjectorienterad programmering Sida 28

29 Subklasser till OutputStream DataOutputStream(OutputStream is) Skriver primitiva datatyper, tex writeboolean(boolean b), writechar(char c), writeint(int i) new PipedInputStream() new PipedOutputStream(PipedInputStream p) kopplar ihop två strömmar bjectorienterad programmering Sida 29

30 Andra strömmar (forts) ObjectInputStream(InputStream in) Läser godtyckliga objekt! ObjectOutputStream(OutputStream in) Skriver godtyckliga objekt! bjectorienterad programmering Sida 30

31 Reader och Writer Strömmar av char Läser unicode-strömmar (oberoende av operativsystemets teckenrepresentation) bjectorienterad programmering Sida 31

32 Exempel på metoder Klassen Reader int read() int read(char[] buffer) long skip(long n) void close () läser ett tecken läser in tecken i en buffer skippar (högst) n tecken. stäng strömmen bjectorienterad programmering Sida 32

33 void close() void flush() void write(char[] cbuf) void write(int c) void write(string str) Klassen Writer bjectorienterad programmering Sida 33

34 Reader&Writer, subklasser BufferedReader(Reader in) BufferedWriter(Writer out) LineNumberReader(Reader in) PushbackReader(Reader in) PrintWriter(OutputStream out) bjectorienterad programmering Sida 34

35 Exempel Inläsning från terminalfönster Utskrift till fil Läs in fil med InputStream 2. med Reader 3. med try-catch 4. med BufferedReader bjectorienterad programmering Sida 35

36 Filter (Reader&Writer) BufferedReader(Reader in) BufferedWriter(Writer out) LineNumberReader(Reader in) PushbackReader(Reader in) bjectorienterad programmering Sida 36

37 Exempel: FilterReader Definiera egna filter (Finns motsvarande för de antra tre typerna av strömmar) En abstrakt klass, ärver Reader En konstruktor, som tar Reader som argument bjectorienterad programmering Sida 37

38 Egna filter (forts) En protected instansvariabel in (den ström som filtreras) samma metoder som Reader För att konvertera från stora till små bokstäver räcker det om man definierar ett filter som överskuggar (overrides) metoderna för läsning. ToLowerCaseReader.java, UpperToLower.java bjectorienterad programmering Sida 38

39 Serialisering Klasserna ObjectInputStream och ObjectOutputStream kan användas för att läsa och skriva (nästan) vilka objekt som helst. Operationer: void writeobject(object o) skriver ett objekt Object readobject() läser ett objekt bjectorienterad programmering Sida 39

40 Serialisering (forts) Krav: readobject och writeobject kräver att objektet tillhör en klass som implementerar interfacet Serializable Om in och out är av klasserna InputStream och OutputStream, skriv ObjectInputStream sin = new ObjectInputStream(in); ObjectOutputStream sout = new ObjectOutputStream(out); för att skapa strömmar som kan läsa och skriva objekt. Exempel: SeriTest1.java, SeriTest2.java bjectorienterad programmering Sida 40

41 Plattformsoberoende Lite om Unicode Mål: kunna koda alla världens språk (inklusive utdöda) en char är 16 bitar (= tecken). Nån som tror att det räcker? bjectorienterad programmering Sida 41

42 Unicode (forts) Unicode kan representera mer än en miljon tecken minsta datatypen i Java som kodar alla tecken är int. För att slippa använda 32 bitar för varje tecken använder man olika avkodningar (encodings), tex UTF-8, UTF-16, UTF-16BE, UTF16LE, UTF-32 Dessa kodar unicode till en sekvens av bytes, 16-bitars ord eller 32-bitars ord. bjectorienterad programmering Sida 42

43 Unicode (forts) Det finns också ofullständiga avkodningar. Java-system kan generera utskrift till följande format: US-ASCII och ISO Under Unix är ISO default. Genom optionen -encoding kan man även styra vilken kodning kompilatorn använder. (Exempel) bjectorienterad programmering Sida 43

44 Unitest, provkörning harpo$ java5 Unitest får us-ascii [66, 3f, 72] harpo$ java5 Unitest får iso [66, e5, 72] harpo$ java5 Unitest får utf-8 [66, c3, a5, 72] harpo$ java5 Unitest får utf-16 [fe, ff, 0, 66, 0, e5, 0, 72] harpo$ java5 Unitest får utf-16le [66, 0, e5, 0, 72, 0] harpo$ java5 Unitest får utf-32 Exception in thread "main" java.io.unsupportedencodingexception: utf-32 bjectorienterad programmering Sida 44