Ausnahmen. Exceptions. Definition Ausnahmen erzeugen Ausnahmen abfangen Ausnahmen weiterleiten. Dr. Beatrice Amrhein

Transkript

1 Ausnahmen Exceptions Definition Ausnahmen erzeugen Ausnahmen abfangen Ausnahmen weiterleiten Dr. Beatrice Amrhein

2 Definition 2

3 Definition: Ausnahme (Exception) In C# werden Fehler, die zur Laufzeit im Programm auftreten, über Ausnahmen (Exceptions) übermittelt. Dies können Fehler aus dem System, (Benutzer-)Eingabefehler oder Laufzeitfehler sein Sobald eine Ausnahme ausgelöst wird, wird sie in der Aufrufliste so lange aufwärts weitergeleitet, bis eine Fehlerbehandlung (catch- Anweisung) für die Ausnahme gefunden wird. Nicht abgefangene Ausnahmen werden vom System (bzw. der Laufzeit- Umgebung) in einem Dialogfeld als «nicht behandelte Ausnahme» anzeigt. 3

4 Definition: Ausnahme (Exception) Alle Ausnahmen werden durch Fehler-Klassen dargestellt. Alle Ausnahmen werden von der Basisklasse System.Exception abgeleitet. Die Fehler-Klasse bestimmt den Typ/die Art der Ausnahme und enthält Eigenschaften mit Details über die Ausnahme. Ausnahmen werden mit dem throwschlüsselwort geworfen (ausgeliefert). Werfen einer allgemeinen Ausnahme throw new System.Exception(); 4

5 Beispiele von Ausnahmen/Fehlern Ausnahme ArithmeticException DivideByZeroException Beschreibung Ausnahmen, die während arithmetischer Operationen ausgelöst werden, z. B. DivideByZeroException oder OverflowException. Wird ausgelöst, wenn versucht wird, einen ganzzahligen Wert durch 0 zu teilen. IndexOutOfRangeException Wird ausgelöst, wenn versucht wird, ein Array mit einem Index zu indizieren, der kleiner als 0 ist oder ausserhalb der Grenzen des Arrays liegt. InvalidCastException NullReferenceException StackOverflowException Wird ausgelöst, wenn eine explizite Konvertierung von einem Basistypin einen Schnittstellentyp oder in einen abgeleiteten Typ zur Laufzeit fehlschlägt. Wird ausgelöst, wenn ein Objekt referenziert wird, dessen Wert NULL ist. Wird ausgelöst, wenn der Ausführungsstapel durch zu viele anstehende Methodenaufrufe ausgelastet ist. Im Normalfall deutet dies auf eine zu tiefe Rekursion oder eine Endlosschleife hin. Nach dem Handbuch der.net 4.0-Programmierung, Rolf Wenger,

6 Die Ableitungshierarche der Exceptions Alle Exception-Klassen sind von der Basisklasse Exceptionabgeleitet und erben daher die Message Property und die ToString() Methode von Exception 6

7 Ausnahmen erzeugen 7

8 Methode mit Ausnahme Dies ist eine Methode, welche bei negativem Eingabeparameter (mit throw) eine Exception wirft. public void MethodeMitAusnahme(int p) Console.WriteLine("Beginn der Methode mit Parameter 0", p); if (p < 0) throw new System.Exception(); Console.WriteLine("Ende der Methode mit Parameter 0", p); 8

9 Methode mit Ausnahme public void MethodeMitAusnahme(int p) Console.WriteLine("Beginn der Methode mit Parameter 0", p); if (p < 0) throw new System.Exception(); Console.WriteLine("Ende der Methode mit Parameter 0", p); static void Main(string[] args) TestKlasse test = new TestKlasse(); test.methodemitexception(1); test.methodemitexception(-1); 9

10 Methode mit Ausnahme Falls eine Exceptiongeworfen wird, wird der Programm-Verlauf abgebrochen und die Methode sofort verlassen. Falls die aufrufende Methode die Exceptionnicht behandelt, wird das Programm mit einer Fehlermeldung (Laufzeitfehler) abgebrochen. public void MethodeMitAusnahme(int p) Console.WriteLine("Beginn der Methode mit Parameter 0", p); if (p < 0) Ausnahme bricht den throw new System.Exception(); Verlauf hier ab Console.WriteLine("Ende der Methode mit Parameter 0", p); p >= 0 10

11 Methode mit Ausnahme Falls eine Exception(Ausnahme) geworfen wird, wird der Programm-Verlauf abgebrochen und die Methode verlassen. Falls die aufrufende Methode die Ausnahme nicht behandelt, wird das Programm mit einer Fehlermeldung (Laufzeitfehler) abgebrochen. p >= 0 public void MethodeMitAusnahme(int p) Console.WriteLine("Beginn der Methode mit Parameter 0", p); if (p < 0) Ausnahme bricht das Programm ab throw new System.Exception(); Console.WriteLine("Ende der Methode mit Parameter 0", p); 11

12 Exceptions/ Ausnahmen behandeln 12

13 try und catch Zum Abfangen von (ev. auftretenden) Exceptionswird der Bereich, in welchem die Ausnahme entstehen könnte, mit Hilfe von try eingeschlossen. catch fängt eine so geworfene Exceptionauf und behandelt diese, zum Beispiel durch Ausgabe einer Fehlermeldung auf die Console. try tue etwas tue etwas, was ev. eine Exception wirft tue noch etwas, was ev. eine Exception wirft catch ( die geworfene Exception ) behandle die Exception 13

14 Beispiel: Division mit Exception Die TestKlasse hat eine Divisions-Methode, welche beim Versuch einer Division mit 0 eine Exception wirft. class TestKlasse public double Division(double x, double y) if (y == 0) throw new DivideByZeroException(); return x / y; 14

15 Beispiel: Division mit Exception Das Einfassen des Divisions-Aufrufs in einen try-block und das Abfangen der Exceptionmit einem catch Block verhindert das Auftreten eines (eventuellen) Laufzeitfehlers. try t.division(a, b)); catch (DivideByZeroException e) Console.WriteLine("Versuchte Division von 0 durch 1", a, b); 15

16 Beispiel: Division mit Exception Eingebettet in das Main Programm: public static void Main(string[] args) TestKlasse t = new TestKlasse(); double a = 3.2; double b = 0; try t.division(a, b)); catch (DivideByZeroException e) Console.WriteLine("Versuchte Division von 0 durch 1", a, b); 16

17 Beispiel: Vektor Bereichs-Überlauf Falls der folgenden Methode ein Vektor mit weniger als 4 Stellen übergeben wird, greift vektor[i] auf einen ungültigen Bereich zu. Dies wirft eine IndexOutOfRangeException. public double VektorDurchlauf(int[] vektor) double resultat = 0; for (int i = 0; i <= 3; i++) resultat += vektor[i]; return resultat; 17

18 Beispiel: Vektor Bereichs-Überlauf Auf die folgende Art kann die geworfene IndexOutOfRangeException abgefangen und eine Fehlermeldung auf die Console geschrieben werden. public static void Main(string[] args) int[] vektor = 1, 2, 3 ; TestKlasse t = new TestKlasse(); try t.vektordurchlauf(vektor); catch (IndexOutOfRangeException e) Console.WriteLine("VektorDurchlauf hat gültigen Bereich überschritten"); 18

19 Regeln für Ausnahmen Verwenden Sie einen try-block um Anweisungen herum, welche eventuell eine Ausnahmen generieren können. Sobald eine Ausnahme im try-block auftritt, springt die Ablaufsteuerung zur nächsten passenden Ausnahme-Behandlung. In C# wird die Ausnahme-Behandlung mit dem catch-schlüsselwort definiert. Falls für eine bestimmte Ausnahme keine Ausnahme-Behandlung vorhanden ist, wird die Ausführung des Programms mit einer Fehlermeldung (Dialog-Fenster) angehalten. 19

20 Falsche Ausnahme-Behandlung Hier wird eine IndexOutOfRangeExceptiongeworfen. Gefangen würde aber eine DivideByZeroException. public static void Main(string[] args) int[] vektor = 1, 2, 3 ; TestKlasse t = new TestKlasse(); try t.vektordurchlauf(vektor); catch (DivideByZeroException e) Console.WriteLine("Fehler");??? 20

21 Falsche Ausnahme-Behandlung Hier wird eine IndexOutOfRangeExceptiongeworfen. Gefangen würde aber eine DivideByZeroException. Die IndexOutOfRangeExceptionverursacht darum einen Laufzeitfehler. public static void Main(string[] args) int[] vektor = 1, 2, 3 ; TestKlasse t = new TestKlasse(); try t.vektordurchlauf(vektor); catch (DivideByZeroException) Console.WriteLine("Fehler");??? 21

22 Eigene, spezifische Ausnahme-Klassen definieren 22

23 Spezifische Exceptions Das Fangen von Exception(der Basisklasse aller Exceptions) behandelt alle Fehler. Allerdings ist dann nicht klar, welche Art von Exception aufgetreten ist und wie diese behandelt werden kann. Durch das Definieren von möglichst spezifischen (eigenen) Exception- Klassen, kann man exakte Informationen über den Typ des Fehlers erhalten. Eigene Exceptionskönnen ausführliche Informationen zum Fehler, z.b. den Zustand der Aufrufliste (wo genau ist der Fehler passiert) und eine Textbeschreibung des Fehlers enthalten. 23

24 Eigene Ausnahme implementieren und benutzen Die Klasse ParameterFehler ist von Exceptionabgeleitet und implementiert eine eigene, spezifische Ausnahme, die für Fehleingaben von Benutzern verwendet werden kann. Der Basiskonstruktor Exception(Stringmessage) speichert die Fehlermeldung. public class ParameterFehler : Exception public ParameterFehler(String message) : base("ungültige Parameter: " + message) // Fehlermeldung abspeichern 24

25 Verwenden der eigenen Exception-Klasse Der Konstruktorvon GeomFigur wirft bei der Eingabe von negativen Seitenlängen einen ParameterFehler (mit einer entsprechenden Fehlermeldung). protected GeomFigur(double a, double b) if (a <= 0 b <= 0) String meldung = String.Format("Seiten: a=0, b=1", a, b); throw new ParameterFehler(meldung); this.a = a; this.b = b; 25

26 Abfangen der eigenen Exception-Klasse class Program static void Main(string[] args) try Rechteck r = new Rechteck(-1.3, 2.4); catch (ParameterFehler e) Console.WriteLine(e.ToString()); Der Konstruktorvon Rechteck ruft den Basis-Konstruktor GeomFigur auf, welcher eine Ausnahme wirft. Der catch-block fängt die Ausnahme auf und gibt alle verfügbaren Informationen auf die Console aus. 26

27 Eigene Ausnahme mit überladenem Konstruktor Die Klasse EingabeFehler hat einen überladenen Konstruktor. Der zweite Konstruktorhat zum exakteren Ausgeben des Fehlers einen zusätzlichen optionalen Parameter, welcher weitere Informationen zum aufgetretenen Fehler ausgeben kann. public class EingabeFehler : Exception public EingabeFehler(String meldung) : base(meldung) public EingabeFehler(String meldung, params Object[] p) : base(string.format(meldung, p)) 27

28 Eigene Ausnahme EingabeFehler benutzen public class TestKlasse public static int Eingabe() String eingabe = Console.ReadLine(); char[] c = eingabe.tochararray(); if (c[0] < '0' c[0] > '9') throw new EingabeFehler("Eingabe '0' ist keine Zahl\n", c[0]); int nummer = int.parse(eingabe); return nummer; Benutzen des zweiten Konstruktors 28

29 Ausnahme abfangen und Fehlermeldung ausgeben static void Main(string[] args) try Console.WriteLine("Erste Zahl eingeben"); int nummer1 = TestKlasse.Eingabe(); Console.WriteLine("Zweite Zahl eingeben"); int nummer2 = TestKlasse.Eingabe(); catch (EingabeFehler e) Console.WriteLine(e.ToString()); Die Eingabe-Methode der TestKlasseversucht eine Nummer zu lesen und wirft im Fehlerfall eine Ausnahme Der catch-block fängt die Ausnahme auf und gibt alle verfügbaren Informationen auf die Console aus. 29

30 try-finally 30

31 finally Code in einem finally-block wird immerausgeführt, egal ob eine Exception ausgelöst wurde oder nicht. Verwenden Sie einen finally-block o um den Ablauf sauber zu beenden o um Ressourcen freizugeben, z.b. zum Setzen von null (falls nötig) oder zum Schliessen von im try-block geöffneten Streams oder Dateien o Um lokale Informationen auszugeben 31

32 TestMethode mit finally public class TestKlasse public void TestMethode(String s) try int i = int.parse(s); Console.WriteLine("Division: 2/0=1", i, 2 / i); finally Console.Write("\nDie Eingabe war: 0\n", s); Exception zu aufrufender Methode weiterleiten 32

33 TestMethode mit finally try int i = int.parse(s); Console.WriteLine("Division: 2/0=1", i, 2 / i); finally Console.Write("\nDie Eingabe war: 0\n", s); 33

34 TestKlasse benutzen static void Main(String[] args) TestKlasse t = new TestKlasse(); String s=""; while(!s.equals("e")) Console.Write("Bitte ganze Zahl eingeben oder 'e' zum Beenden: "); s = Console.ReadLine(); try t.testmethode(s); catch (DivideByZeroException e) Console.WriteLine(e.Message); catch (FormatException e) Console.WriteLine(e.Message); Erst nachdem der finallyblock ausgeführt wurde, wird die Exception im passenden catch-block behandelt. 34

35 Der Ablauf static void Main(String[] args) TestKlasse t = new TestKlasse(); String s=""; while(!s.equals("e")) Console.Write("Bitte ganze Zahl eingeben oder 'e' zum Beenden: "); s = Console.ReadLine(); try t.testmethode(s); catch (DivideByZeroException e) Console.WriteLine(e.Message); catch (FormatException e) Console.WriteLine(e.Message); Im Fehlerfall Sonst public class TestKlasse public void TestMethode(String s) try int i = int.parse(s); Console.WriteLine("Division: 2/0=1", i, 2 / i); finally immer Console.Write("\nDie Eingabe war: 0\n", s); Nach dem Handbuch der.net 4.0-Programmierung, Rolf Wenger,