Opintojakso TT00AA11 Ohjelmoinnin jatko (Java): 3 op Poikkeukset ja tietovirrat: Virhetilanteiden ja syötevirtojen käsittely.

Esitys aiheesta: "Opintojakso TT00AA11 Ohjelmoinnin jatko (Java): 3 op Poikkeukset ja tietovirrat: Virhetilanteiden ja syötevirtojen käsittely."— Esityksen transkriptio:

1 Opintojakso TT00AA11 Ohjelmoinnin jatko (Java): 3 op Poikkeukset ja tietovirrat: Virhetilanteiden ja syötevirtojen käsittely

2 Poikkeukset  Poikkeuksella tarkoitetaan yllättävää ajonaikaista tilannetta, joka estää ohjelman normaalin suorituksen.  Esimerkkejä:  nollalla jako  avattavaa tiedostoa ei löydy  saadaan syötteenä tekstiä, vaikka yritetään lukea kokonaisluku  viitataan taulukon alkioon, jonka indeksi on indeksirajojen ulkopuolella. Vesa Ollikainen & Outi Grotenfelt220.9.2012

3 Poikkeusten ryhmät  Javassa poikkeus on olio, joka luodaan ongelmatilanteen syntyessä.  Poikkeusten ryhmät 1.tarkistettavat poikkeukset  syntyvät tilanteissa, joihin hyvin kirjoitetun ohjelman on varauduttava (esim. virheellinen tiedostonimi)  ohjelmoijan on määritettävä poikkeuksen käsittely (tarkistetaan käännösvaiheessa) 2.virheet  järjestelmän väärä toiminta (esim. viallinen laite)  poikkeukseen ei tarvitse/ei voi varautua 3.ajonaikaiset poikkeukset  seurausta ohjelmointivirheistä  pyritään välttämään, ei tarvitse varautua  Virheitä ja ajonaikaisia poikkeuksia kutsutaan tarkistamattomiksi poikkeuksiksi. Vesa Ollikainen & Outi Grotenfelt320.9.2012

4 Esimerkki: nollalla jako  Tarkastellaan esimerkkinä ohjelmaa, joka selvittää, montako makeista jokaiselle riittää, kun makeispussin sisältö jaetaan tasan.  Esimerkeissä käytetään esimerkkinä poikkeuksesta ajonaikaista virhettä: nollalla jakoa.  Nollalla jakoa käytetään esimerkissä yksinkertaisuuden vuoksi.  Kyseiseen virhetilanteeseen olisi luontevampaa varautua ”perinteisin” keinoin.  Toistorakenne syötteen kysymiseksi uudelleen, jos jakajana on nolla. Vesa Ollikainen & Outi Grotenfelt420.9.2012

5 Esimerkki: nollalla jako  Esimerkissä makeisten määrä jaetaan ihmisten määrällä (kokonaisjako).  Käyttäjä voi syöttää ihmisten määräksi nollan.  Nolla aiheuttaa ArithmeticException -poikkeuksen. Vesa Ollikainen & Outi Grotenfelt520.9.2012 import java.util.*; public class Jakaja { public static Scanner input = new Scanner(System.in); public static void main(String[] args) { int lkm, henkilot, annos; System.out.print("Montako makeista pussissa on: "); lkm = input.nextInt(); System.out.print("Monelleko henkilölle ne jaetaan: "); henkilot = input.nextInt(); annos = lkm / henkilot; System.out.println("Jokainen saa "+annos+" makeista."); } run: Montako makeista pussissa on: 10 Monelleko henkilölle ne jaetaan: 0 Exception in thread "main" java.lang.ArithmeticException: / by zero at ekaesim.Jakaja.main(Jakaja.java:13) Java Result: 1 BUILD SUCCESSFUL (total time: 1 second)

6 Poikkeukseen varautuminen  Riskialtis koodi kirjoitetaan try -lohkoon.  Jos try -lohkon suoritus aiheuttaa poikkeuksen, hypätään catch -lohkoon, jossa poikkeus käsitellään. Vesa Ollikainen & Outi Grotenfelt620.9.2012 import java.util.*; public class Jakaja { public static Scanner input = new Scanner(System.in); public static void main(String[] args) { int lkm, henkilot, annos; System.out.print("Montako makeista pussissa on: "); lkm = input.nextInt(); System.out.print("Monelleko henkilölle ne jaetaan: "); henkilot = input.nextInt(); try { annos = lkm / henkilot; System.out.println("Jokainen saa "+annos+" makeista."); } catch (ArithmeticException e) { System.out.println(”Virhe: nollajako!”); } run: Montako makeista pussissa on: 10 Monelleko henkilölle ne jaetaan: 0 Virhe: nollajako! BUILD SUCCESSFUL (total time: 1 second)

7 try / catch -rakenne Vesa Ollikainen & Outi Grotenfelt720.9.2012 try { // riskialtis koodi } catch (poikkeustyyppi_1 e) { // poikkeustyypin 1 käsittely } catch (poikkeustyyppi_2 e) { // poikkeustyypin 2 käsittely } … catch (Exception e) { // kaikkien (muiden) poikkeustyyppien käsittely } finally { // lopetustoimenpiteet }

8 try / catch -rakenne  Poikkeuksenkäsittelijöitä ( catch -lohkoja) voi olla useita  Suoritettava käsittelijä määräytyy poikkeuksen tyypin mukaan  Jos poikkeustyypiksi määritellään Exception, suoritetaan se kaikille poikkeuksille.  Jos mukana on poikkeuskohtaisia käsittelijöitä, on yleinen käsittelijä kirjoitettava viimeiseen catch -lohkoon.  Finally-lohkon toimenpiteet suoritetaan joka tapauksessa  try -lohkon suorituksen jälkeen tai  poikkeuksenkäsittelijän suorituksen jälkeen. Vesa Ollikainen & Outi Grotenfelt820.9.2012

9 Poikkeuksen siirto  Poikkeus voidaan siirtää kutsuvan ohjelmanosan tai virtuaalikoneen käsiteltäväksi.  throws -lauseella luetellaan siirrettävät poikkeukset. Vesa Ollikainen & Outi Grotenfelt920.9.2012 import java.util.*; public class Jakaja2 { public static void jaaKarkit() throws ArithmeticException{ int lkm, henkilot, annos; Scanner input = new Scanner(System.in); System.out.print("Montako makeista pussissa on: "); lkm = input.nextInt(); System.out.print("Monelleko henkilölle ne jaetaan: "); henkilot = input.nextInt(); annos = lkm / henkilot; System.out.println("Jokainen saa "+annos+" makeista."); }

10 Poikkeuksen käsittely kutsuvassa luokassa  Siirretty poikkeus on käsiteltävä kutsuvassa lohkossa tai siirrettävä eteenpäin virtuaalikoneelle. Vesa Ollikainen & Outi Grotenfelt1020.9.2012

11 Oman poikkeusluokan luonti  Oma poikkeusluokka määritetään Exception -luokan aliluokaksi.  Jos poikkeusluokasta tehtäisiin RunTimeException -luokan aliluokka, ei käännösaikana vaadittaisi poikkeuksen sieppaamista.  Varattu ohjelmointivirheille (APIn väärän käytön varalta)  Poikkeuksen käsittelytoimenpiteet on kirjoitettu poikkeusluokan konstruktoriin.  Tässä vasta luodaan poikkeusoliota, mutta ei tulosteta mitään.  Poikkeusluokan konstruktori kutsuu yliluokan ( Exception ) konstruktoria, joka saa parametrinaan virheilmoituksen. Vesa Ollikainen & Outi Grotenfelt1120.9.2012

12 Oman poikkeusluokan käyttö  Poikkeus luodaan throw-lauseella.  Tarvittava poikkeusolio voidaan luoda samalla ( new ). Vesa Ollikainen & Outi Grotenfelt1220.9.2012

13 Oman poikkeusluokan käyttö  Testiluokassa on käsiteltävä heitetty poikkeus tai siirrettävä se edelleen virtuaalikoneelle.  Tässä kutsutaan poikkeusoliolle Exception -luokasta perittyä metodia printStackTrace.  Metodi kutsuu poikkeusolion toString -metodia (jolla on nyt tieto poikkeukseen liitettävästä merkkijonosta).  Tämän jälkeen printStackTrace -metodi kutsuu metodia, joka tulostaa odottavien metodien pinon Vesa Ollikainen & Outi Grotenfelt1320.9.2012

14 Tietovirrat  Poikkeusten käsittely (erityisesti IOException ) on keskeistä tietovirtojen käytössä.  Tietovirta on yksisuurtainen syöte- tai tulostevirta  syötevirrasta luetaan  tulostevirtaan tulostetaan  Pakkaus java.io sisältää valmiita luokkia tietovirtojen käsittelyyn.  Tietovirran käsittelyn vaiheet  tietovirta luodaan (jolloin tiedosto avataan)  tietoa luetaan yleensä toistorakenteen sisällä  tiedosto suljetaan  Virhetilanteiden synnyttämiin poikkeuksiin (esim. tiedosto puuttuu tai on tyhjä) on varauduttava. Vesa Ollikainen & Outi Grotenfelt1420.9.2012

15 Merkkipohjaiset tietovirrat  FileReader -luokan avulla voidaan avata tiedosto.  BufferedReader -oliosta voidaan lukea syötettä rivi kerrallaan. FileReader -olio annetaan parametrina.  Rivin jäsentäminen voidaan tehdä String.split -metodin avulla  Seuraava esimerkki lukee henkilöiden UTF-8-koodattua verenpainedataa ja tulostaa sen konsolille muotoiltuna. Vesa Ollikainen & Outi Grotenfelt1520.9.2012 Esimerkkitiedostoa:

16 Vesa Ollikainen & Outi Grotenfetl1620.9.2012 Esimerkki

17 Tietovirtojen käsittelystä  Syötteen kirjoittamiseen on analogiset luokat  FileWriter  BufferedWriter  Syötteitä ja tulosteita voidaan käsitellä myös tavupohjaisesti.  FileInputStream / FileOutputStream tiedostoje käsittelemiseksi  DataInputStream / DataOutputStream -luokat perustietotyyppien syöttämiseksi ja tulostamiseksi Vesa Ollikainen & Outi Grotenfelt1720.9.2012

18 Oliovirrat  Oliovirtojen avulla voidaan lukea ja kirjoittaa ohjelmassa olevien olioiden tila pysyvää tallennusta varten.  Tallennettavien olioiden on toteutettava Serializable -rajapinta.  Lukeminen ja kirjoittaminen tapahtuu ObjectInputStream / ObjectOutputStream -luokkien avulla. Vesa Ollikainen & Outi Grotenfelt1820.9.2012

19 Esimerkki: Luokka, jonka olioita tallennetaan Vesa Ollikainen & Outi Grotenfelt1920.9.2012

20 Esimerkki: Tallennus  ObjectOutputStream -luokan metodi writeObject kirjoittaa olion tilan. Vesa Ollikainen & Outi Grotenfelt2020.9.2012

21 Esimerkki: Luku  ObjectInputStream -luokan metodi readObject lukee olion tilan. Vesa Ollikainen & Outi Grotenfelt2120.9.2012

22 THANK YOU! www.metropolia.fi/en/ www.facebook.com/MetropoliaAMK outi.grotenfelt@metropolia.fi