3.11 Ausnahmen und Ein-/Ausgabe

Transkript

1 3.11 Ausnahmen und Ein-/Ausgabe Wir werden uns in diesem Kapitel näher mit Ausnahmen und Ein-/Ausgabe in Java beschäftigen. Praktische Informatik I Wolfgang 3. Die Programmiersprache Java

2 Übersicht Fehler und Ausnahmen Java-Exception, throw, catch Ströme, Puffer Dateien lesen, schreiben Tastatur, Terminal HTTP Praktische Informatik I Wolfgang 3. Die Programmiersprache Java

3 Fehler vs. Ausnahmen (1) Fehler : Unreparierbares Ereignis VirtualMachineError Hardwareausfälle Ausnahme : Abweichung vom Normalfall Methoden, die meist, aber nicht immer ein Resultat liefern int finde(object[] menge, Object x) Normalerweise finde(menge, x): Index, an dem x zum ersten Mal auftritt Was, wenn x nicht vorhanden ist? Kein Fehler, sondern eine Ausnahme - exception Der Programmierer sollte die Ausnahme abfangen (to catch) und gesondert behandeln Praktische Informatik I Wolfgang 3. Die Programmiersprache Java

4 Fehler vs. Ausnahmen (2) Exception Exceptions sind oft auch Programmierfehler, z.b. die gefürchtete NullpointerException. Fangen von Exceptions: try { FileWriter brief = new FileWriter("C:\test.txt"); brief.write("something"); brief.close(); } catch(ioexception e) { System.out.println("Fehler beim Schreiben in Datei."); } Praktische Informatik I Wolfgang 3. Die Programmiersprache Java

5 Lösung Quick fix: Nachteil: offensichtlich ungültige Werte als Ergebnis für Ausnahme finde(menge, x) = -1, falls x nicht in menge der Benutzer von finde muss informiert sein Er darf nicht vergessen, diesen Fall zu berücksichtigen Kann man garantieren, dass der Benutzer nicht vergisst, die Ausnahme zu berücksichtigen? Ja, wenn die Ausnahme zum Bestandteil der Signatur wird: Signatur (Kopf) Rumpf int finde(object[]menge, Object x) throws NixDaException {... } Praktische Informatik I Wolfgang 3. Die Programmiersprache Java

6 Verschiedene Arten von Ausnahmen Ausnahmen können weitere Informationen enthalten einen Text Zwischenwerte... beliebige Daten. Object Object Throwable Throwable Thread Thread java.lang (Ausschnitt) Exception Exception Error Error Ausnahmen sind gekapselte Daten... ja, genau: Objekte Java hat zugehörige Klassen Klassen für Exceptions können selbst definiert werden Runtime Runtime Exception Exception IOException IOException IndexOutOfBounds IndexOutOfBounds Exception Exception Arithmetic Arithmetic Exception Exception FileNotFound FileNotFound Exception Exception Praktische Informatik I Wolfgang 3. Die Programmiersprache Java

7 Geprüfte vs. ungeprüfte Exceptions Geprüfte Exceptions werden vom Compiler geprüft Direkte Subklassen von Exception Müssen in der Signatur genannt werden Beispiel: Datei nicht gefunden Benutzer der Methoden müssen mit der Ausnahme rechnen und mit ihr umgehen Throwable Throwable Exception Exception Error Error Runtime Runtime Exception Exception IOException IOException Ungeprüfte Exceptions Subklassen von RuntimeException Müssen nicht genannt werden Beispiel: falscher Index in ein Array Benutzer der Methode brauchen sie nicht zu behandeln (Programmierfehler) Führt in der Regel zu Laufzeitfehler IndexOutOfBounds IndexOutOfBounds Exception Exception MeineUngepruefteException FileNotFound FileNotFound Exception Exception MeineGepruefteException Praktische Informatik I Wolfgang 3. Die Programmiersprache Java

8 Ein Bankraub als Ausnahme Meist geht in der Bank alles mit rechten Dingen zu. Manchmal wird aber geklaut. Wir definieren eine Ausnahme KlauException Geprüfte Ausnahme (als Subklasse von Exception) Als Information wünschen wir: den Namen des Diebs den Namen des Bestohlenen den Betrag Praktische Informatik I Wolfgang 3. Die Programmiersprache Java

9 Wir stellen eine Falle Ein Dieb könnte versuchen einen negativen Betrag zu überweisen. Wir stellen ihm eine Falle. Geprüfte Exceptions müssen in der Signatur deklariert werden. eine Ausnahme wird erzeugt (new) und geworfen (throw) Praktische Informatik I Wolfgang 3. Die Programmiersprache Java

10 Behandeln - oder delegieren Wenn man eine Methode benutzt, die eine Exception auswirft, gibt es zwei Möglichkeiten die Ausnahme zu behandeln try{... } catch (... ){... } Haltet den Dieb die Ausnahme explizit zu delegieren Schlüsselwort: throws Pass auf, es kann geklaut werden... Delegieren ist am einfachsten Wenn jeder delegiert kann es zum Laufzeitfehler kommen Auf jeden Fall kann keiner sagen Ich habe nichts von der Gefahr gewusst Praktische Informatik I Wolfgang 3. Die Programmiersprache Java

11 Exception delegieren Soll sich doch der Benutzer meiner Methode drum kümmern Ich hab ja gewarnt Wenn sich niemand um die Exception kümmert, entsteht ein Laufzeitfehler. Praktische Informatik I Wolfgang 3. Die Programmiersprache Java

12 Exception behandeln try: Versuche, die Methode regulär zu Ende zu bringen. catch: Falls eine Exception ausgelöst wird, fange sie. try { falls alles gut geht } catch(exceptiondeklaration) {...falls Exception auftritt... } Praktische Informatik I Wolfgang 3. Die Programmiersprache Java

13 Mehrere Exceptions Eine Methode kann mehrere Exceptions werfen mymethod() throws KlauException, IOException { } oder behandeln try { Normalfall } catch ( Klauexception k ) { behandeln } catch { IOException e ) { behandeln } finally{ räume auf } Eine optionale finally-klausel wird gerne für abschließende Aufräumarbeiten benutzt Wird auf jeden Fall ausgeführt, egal, ob eine Exception auftrat oder nicht Praktische Informatik I Wolfgang 3. Die Programmiersprache Java

14 Ein-Ausgabe: Ströme Unidirektionale Datenverbindung Englisch: stream Wie eine Röhre, durch die Daten fließen Alle externen Verbindungen nutzen streams Drucker, Dateien, Modem, Tastatur, Terminal, CD-ROM, Zum Lesen: Input-Stream Typische Methoden : read(), readln(), read() stream Oma.txt Zum Schreiben: Output-Stream Typische Methoden: write() stream Oma.txt write(char c), writeln(string s), Notwendige Klassen im Paket java.io Praktische Informatik I Wolfgang 3. Die Programmiersprache Java

15 Schreiben in eine Datei Schreib-Strom auf eine Datei aufmachen FileWriter brief = new FileWriter( C:/Beispiele/Oma.txt ); Die Datei wird automatisch erstellt, oder ggf. überschrieben Schreiben brief.write( Hallo Oma,\nbrauche Kohle\n ); brief.write( Dein Enkel\nMax ); Datei schließen brief.close(); Allerdings muss eine Ausnahme berücksichtigt werden: IOException Aus der Java-API:... public FileWriter(String filename) throws IOException... Throws IOException if the named file exists but is a directory rather than a regular file, does not exist but cannot be created, or cannot be opened for any other reason Praktische Informatik I Wolfgang 3. Die Programmiersprache Java

16 BriefAnOma Das komplette Programm DOS-Pfadname benutzt backslash \ : Dieser ist aber das Escape-Zeichen und es ist immer der Beginn einer Escape- Sequenz. Bsp: \n : newline \\ : backslash \ : ein Anführungszeichen Praktische Informatik I Wolfgang 3. Die Programmiersprache Java

17 Aus einer Datei lesen LeseStrom auf eine Datei aufmachen FileReader datei = new FileReader( Oma.txt ); Der FileReader liest per default die Datei als int-folge Nächstes Byte lesen und als int interpretieren int zahl; zahl = datei.read(); Datei am Ende, falls gelesener Wert negativ: while (zahl!= -1) { tuwas(); zahl=datei.read(); } Alternativ: nächstes Bytes als char-wert lesen char next; next = (char)datei.read(); Datei schließen datei.close(); Hier muss neben IOException eine weitere Exception berücksichtigt werden: FileNotFoundException Praktische Informatik I Wolfgang 3. Die Programmiersprache Java

18 OmaLiest Oma liest den Brief und schreibt ihn in das Terminal Fenster das mit den großen Buchstaben Praktische Informatik I Wolfgang 3. Die Programmiersprache Java

19 Gepuffertes Schreiben und Lesen Lesen und Schreiben einzelner Zeichen ist unökonomisch Festplatte muss sich drehen, Schreib-Lesekopf muss sich bewegen Ganze Blöcke werden auf einmal gelesen oder geschreiben ein Block kann z.b. ein Sektor auf der Platte sein oder eine ganze Zeile Text Resultat wird gepuffert Puffer ist ein Behälter im Hauptspeicher Schreiben: Zeichen in Puffer schreiben wenn Puffer voll ist, in einem Rutsch auf die Platte schreiben ebenso wenn der close() Befehl kommt. Lesen: einen ganzen Puffer voll von der Platte lesen read() Befehl liest aus dem Puffer, solange dort noch Zeichen vorhanden sind. Praktische Informatik I Wolfgang 3. Die Programmiersprache Java

20 Gepuffertes Lesen Der Puffer kann z.b. ein Array im Hauptspeicher sein Ein Java-Befehl read(), readline() o.ä. bewirkt lies das nächste Zeichen, bzw. die nächste Zeile aus dem Puffer falls der Puffer leer wird, fülle ihn wieder mit einem Sektor der Platte c = brief.read() c : l H a l l o O m fülle Puffer Praktische Informatik I Wolfgang 3. Die Programmiersprache Java

21 Gepuffertes Schreiben Geschrieben wird in den Puffer Wenn der Puffer voll ist, wird er in einem Vorgang auf die Platte geschrieben close() : entleere Puffer auf die Platte, schließe Puffer. brief.write( Wie gehts ); Puffer: l o O m i W i e g e h t s flush Praktische Informatik I Wolfgang 3. Die Programmiersprache Java

22 Java setzt Streams zusammen FileReader rohbrief = new FileReader( Oma.txt ); BufferedReader brief = new BufferedReader(rohBrief); oder beides in einer Anweisung: BufferedReader brief = new BufferedReader(new FileReader( Oma.txt )); read() BufferedReader FileReader Oma.txt new BufferedWriter(new FileWriter( Oma.txt )) write() BufferedWriter FileWriter Oma.txt Praktische Informatik I Wolfgang 3. Die Programmiersprache Java

23 Gemütliches Schreiben und Lesen Ein FileWriter wird in einen BufferedWriter verpackt alles andere - wie vorher Praktische Informatik I Wolfgang 3. Die Programmiersprache Java

24 Gemütliches Lesen Praktische Informatik I Wolfgang 3. Die Programmiersprache Java

25 Terminal, Tastatur Terminal und Tastatur wie Ströme behandelt Terminal ist ein PrintStream In der Klasse System als statisches Feld out definiert public class System{ static PrintStream out;... } Tastatur ist ein InputStream In der Klasse System ist in als statische Variable definiert public class System{ static InputStream in;... } Für Fehlermeldungen gibt es einen eigenen PrintStreamerr. InputStream PrintStream Praktische Informatik I Wolfgang 3. Die Programmiersprache Java

26 Terminaleingabe die Tastatur das Terminal Praktische Informatik I Wolfgang 3. Die Programmiersprache Java

27 Standard Ein-/Ausgabe umlegen Normalerweise System.in : die Tastatur Klasse: BJInputStream ein InputStream mit zusätzlichen Feldern System.out: das Terminal ein PrintStream Das kann man ändern System.setOut( new FileStream( meinedatei.txt ) ); Jedes System.out.println geht ab jetzt in die Datei Praktische Informatik I Wolfgang 3. Die Programmiersprache Java

28 Lesen im Internet Internet Adresse: URL Stelle Verbindung her Lese InputStream der Verbindung Benötigt: java.net.*, java.io.*, java.util.* ISO-LATIN-1 Zeichensatz Praktische Informatik I Wolfgang 3. Die Programmiersprache Java

29 Zusammenfassung Ausnahmen sind reparierbare Ereignisse, auf die der Benutzer einer Methode reagieren kann Geprüfte Ausnahmen werden in der Signatur angegeben (throws) Behandlung (try...catch) wird vom Compiler überprüft Ungeprüfte Ausnahmen führen in der Regel zu Laufzeitfehlern Können aber auch abgefangen werden Datei-Ein-/Ausgabe über Ströme Effiziente gepufferte Ein-/Ausgabe über BufferedReader und BufferedWriter Praktische Informatik I Wolfgang 3. Die Programmiersprache Java