Excepciones. Excepciones. Excepciones. Excepciones. Condiciones inesperadas en un programa

Transcripción

1 Excepciones Condiciones inesperadas en un programa Excepciones Programación Orientada a Objetos Facultad de Informática Dep. Ingeniería del Software e Inteligencia Artificial Universidad Complutense Madrid Pueden ocurrir al llamar métodos de objetos Se pueden tratar en el nivel donde ocurren (quien invoca el método) O en un nivel superior de la pila de llamadas Ejemplos Abrir un fichero que no existe Intentar invocar un método en un objeto que no existe (referencia null) Utilizar un array fuera de su rango Se cae una conexión de red que se estaba utilizando Inconsistencia del estado del objeto Falta una información para realizar una operación Facultad de Informática UCM, Excepciones 2 Excepciones Tradicionalmente esto se hace devolviendo un valor la función llamada que indica si todo ha ido bien o no if ( función(parámetros) == UN_ERROR ) { // tratar error else { // código normal Mecanismo simple Pero complica el código (cuando hay varias funciones empiezan a anidarse los if-else) Hay errores de ejecución que no pueden capturarse fácilmente Por ejemplo, en C++ al quedarse sin memoria al hacer new o cuando se cae una conexión Excepciones En lenguajes de POO modernos se estructura el tratamiento de excepciones: En el código de los métodos se puede indicar la ocurrencia de la excepción y esto ocasiona la finalización inmediata del método Por ejemplo el incumplimiento de alguna condición necesaria para la ejecución del método También pueden ocurrir excepciones del entorno (no originadas explícitamente por la aplicación) Síncronas: división por cero, acceso fuera de los límites de un array, puntero nulo Asíncronas: algún fallo del sistema, caída de comunicaciones, falta de memoria El código del llamante se puede estructurar en dos partes: Secuencia normal de ejecución Tratamiento de excepciones: qué hacer cuando se sale del flujo normal de ejecución por la ocurrencia de alguna excepción Facultad de Informática UCM, Excepciones 3 Facultad de Informática UCM, Excepciones 4

2 Excepciones en Java Excepciones en Java Las excepciones son objetos De la clase Exception, que hereda de Throwable En Java puede haber dos tipos de excepciones: Excepciones que no requieren comprobarse Errores y excepciones de ejecución Clase RuntimeException Excepciones que hay que comprobar Comprobadas, el compilador obliga a considerarla Exception Throwable Error Todas las demás Heredan de la clase Exception Cuando ocurre una excepción se dice que se lanza (throw) throw new Excepción(); La excepción puede ser capturada para tratarla (catch) ExcepciónUsuario RuntimeException Sin comprobación, las lanza la MVJ catch (Excepción e) { tratamiento(); Facultad de Informática UCM, Excepciones 5 Facultad de Informática UCM, Excepciones 6 Excepciones en Java Algunas excepciones comunes en Java Excepciones sin comprobación obligatoria Son las que puede lanzar la MVJ Normalmente representan una condición fatal del programa No las comprueba el compilador y es difícil saber cuándo y por qué pueden suceder Ocurren en tiempo de ejecución Pero a veces se puede considerar que alguna condición podría ocasionarlas Se suelen tratar en algún nivel superior de forma genérica Excepciones con comprobación Las comprueba el compilador Si no se consideran en el código, el compilador indica un error Estas excepciones son lanzadas por métodos que se usan en el código (por eso las reconoce el compilador) El programador tiene que definir lo que hacer cuando ocurran No comprobadas, subclases de RuntimeException: NullPointerException Cuando se envía un mensaje a un objeto null ArrayIndexOutOfBoundsException Cuando se accede a un índice ilegal en un array Comprobadas: IOException Clase genérica para las excepciones que se producen en operaciones de E/S NoSuchMethodException Cuando no se encuentra un método ClassNotFoundException Cuando una aplicación intenta cargar una clase pero no se encuentra su definición (el fichero.class correspondiente) Facultad de Informática UCM, Excepciones 7 Facultad de Informática UCM, Excepciones 8

3 Algunos errores comunes en Java Gestión de excepciones NoSuchMethodError La aplicación llama a un método que ya no existe en la definición de la clase Sólo puede ocurrir si la clase cambia su definición en tiempo de ejecución NoClassDefFoundError La MVJ intenta cargar una clase pero no se encuentra Suele ocurrir si el CLASSPATH no está bien o si la clase (.class) no está donde se espera ClassFormatError La MVJ intenta cargar una clase desde un fichero incorrecto Suele ocurrir cuando el fichero.class está corrupto, o si no es un fichero.class Facultad de Informática UCM, Excepciones 9 Hay dos mecanismos para gestionar una excepción: Tratarla en el método que las captura Propagarla al método llamante Si al final nadie captura la excepción, el programa acaba y se lista la traza de la pila de llamadas Cómo se haga depende del diseño general del sistema Se manejan en un bloque try-catch (si no, se propagan hacia el llamante): public void unmétodo(){ try{ //código donde se puede lanzar la excepción e catch(exception e){ //código que gestiona la exception e Facultad de Informática UCM, Excepciones 10 Se pueden capturar múltiples excepciones Bloque finally El orden de captura de las excepciones es importante Las más genéricas se deberían capturar al final public void unmétodo(){ try{ // código donde se puede lanzar la excepción e1 // código donde se puede lanzar la excepción e2 catch(miexcepción e1){ // código que gestiona la exception e1 catch(exception e2){ // código que gestiona la exception e2 Exception MiExcepción Se ejecuta siempre al final, después del último bloque catch Generalmente se utiliza para hacer limpieza Cerrar ficheros, conexiones, etc. public void mimétodo(){ try{ // código donde se puede lanzar la excepción e1 // código donde se puede lanzar la excepción e2 catch(miexcepción e1){ // código que gestiona la exception e1 catch(exception e2){ // código que gestiona la exception e2 finally{ //código de limpieza, liberar recursos (close) Facultad de Informática UCM, Excepciones 11 Facultad de Informática UCM, Excepciones 12

4 Propagación de excepciones Gestión genérica de excepciones Es la segunda estrategia, en vez del bloque try-catch Deja que sea el método llamante quien gestione la excepción Hay que declarar que el método puede lanzar la excepción Se utiliza la palabra clave throws en la declaración del método public void mimétodo() throws Exception{ //código que puede lanzar una excepción e Se puede capturar una excepción genérica para capturar todas las que sean de ese tipo y subtipos Por ejemplo, capturando Exception se pueden capturar todas las excepciones posibles Y capturando Throwable todas las excepciones y errores Lo más genérico es imprimir la traza de la pila de llamadas y así se ve dónde ha ocurrido public void mimétodo(){ try{ //código catch(throwable e){ System.out.println(e.printStackTrace()); Facultad de Informática UCM, Excepciones 13 Facultad de Informática UCM, Excepciones 14 Definición de nuevas excepciones (de usuario) Basta con heredar de la clase Exception Exception Cómo lanzar excepciones Para lanzar una nueva excepción: 1. Crear la excepción con new ClaseExcepción 2. Usar la palabra clave throw ExcepciónJugadaInválida ExcepciónJuego ExcepciónJugadorAusente public class Banco{ public Cuenta crearcuenta (String cliente) throws CuentaRechazada { if (!listanegra.esta(cliente)) return new Cuenta(cliente); else throw new cuentarechazada(); Facultad de Informática UCM, Excepciones 15 Facultad de Informática UCM, Excepciones 16

5 Ventajas del mecanismo de excepciones Separación del tratamiento de errores del resto del código del programa Flujo del programa más sencillo Evita manejos de códigos de error Propagación de errores a lo largo de la pila de llamadas a métodos Evitar retornos continuos en caso de error Evitar la necesidad de argumentos adicionales Por ejemplo, el clásico boolean Agrupamiento y definición de tipos de errores como clases Jerarquías de excepciones Tratar errores a diferentes niveles de especificidad Ejemplo de código sin tratamiento de errores readfile { open the file; determine its size; allocate that much memory; read the file into memory; close the file; Facultad de Informática UCM, Excepciones 17 Facultad de Informática UCM, Excepciones 18 Ejemplo de tratamiento de errores sin excepciones errorcodetype readfile { initialize errorcode = 0; open the file; if (thefileisopen) { determine the length of the file; if (gotthefilelength) { allocate that much memory; if (gotenoughmemory) { read the file into memory; if (readfailed) errorcode = -1; else errorcode = -2; else errorcode = -3; close the file; if (thefiledidntclose && errorcode == 0) errorcode = -4; else errorcode = errorcode & -4; else errorcode = -5; return errorcode; Ejemplo de tratamiento de errores con excepciones public void leefichero (File f) { try { abre(f); determina_tamaño(f); asigna_memoria(tam); lee_fichero_en_memoria(f); cierra(f); catch (fileopenfailed) { dosomething; catch (sizedeterminationfailed) { dosomething; catch (memoryallocationfailed) { dosomething; catch (readfailed) { dosomething; catch (fileclosefailed) { dosomething; Facultad de Informática UCM, Excepciones 19 Facultad de Informática UCM, Excepciones 20

6 Ejercicio Realizar un programa en el que haya una ventana con un campo de texto donde se pueda introducir un número y el programa saque en la ventana su raíz cuadrada Manejando excepciones tratar las siguientes situaciones: Se introduce un número negativo Se introduce un texto que no es un número Facultad de Informática UCM, Excepciones 21 Mecanismo no original del lenguaje, incorporado en las versiones más recientes Utiliza el mismo mecanismo que Java, en tres fases: Intento de ejecución de un bloque de código try { // bloque de código-intento... Si se produce una circunstancia excepcional durante la ejecución se lanza la excepción if (condicion) throw "overflow"; La ejecución del programa se desvia a un sitio específico donde la excepción es capturada y se trata catch (...) { // bloque manejador de posibles excepciones... Facultad de Informática UCM, Excepciones 22 Ejemplo: supóngase que quiere crearse un array de cien millones de enteros #include <iostream> using namespace std; int main() { int *x = NULL; int y = ; x = new int[y]; // crash!!!! x[10] = 0; cout << "Puntero: " << (void *) x << endl; delete[] x; cin.get(); return 0; Normalmente habrá un momento en que no quedará memoria y el programa abortará Ejemplo: no vale con intentar un if..else #include <iostream> using namespace std; int main() { int *x = 0; int y = ; x = new int[y]; // fallará al hacer el new, nada puede salvarlo if(x) { x[10] = 0; cout << "Puntero: " << (void *) x << endl; delete[] x; else { cout << "Memoria insuficiente." << endl; cin.get(); return 0; Facultad de Informática UCM, Excepciones 23 Facultad de Informática UCM, Excepciones 24

7 Ejemplo: con excepciones se puede tratar el problema #include <iostream> using namespace std; int main() { int *x; int y = ; try { x = new int[y]; x[0] = 10; cout << "Puntero: " << (void *) x << endl; delete[] x; catch(std::bad_alloc&) { cout << "Memoria insuficiente" << endl; Clase base class exception { public: exception() throw() { virtual ~exception() throw(); virtual const char* what() const throw(); ; La función what() debe devolver una cadena que indica la razón de la excepción Existe una forma de capturar cualquier excepción catch(...) { cout << "Excepción imprevista" << endl; cin.get(); return 0; Facultad de Informática UCM, Excepciones 25 Facultad de Informática UCM, Excepciones 26 Ejemplo: excepciones en copia de ficheros Primero: definición de la clase de excepción #include <iostream> #include <fstream> using namespace std; class CopiaEx: public exception { public: CopiaEx(int mot) : exception(), motivo(mot) { const char* what() const throw(); private: int motivo; ; Ejemplo: excepciones en copia de ficheros Primero: definición de la clase de excepción Definición del método what() const char* CopiaEx::what() const throw() { switch(motivo) { case 1: return "Fichero de origen no existe"; case 2: return "No es posible abrir el fichero de salida"; return "Error inesperado"; Ejemplo de C++ con Clase: Facultad de Informática UCM, Excepciones 27 Facultad de Informática UCM, Excepciones 28

8 Ejemplo: excepciones en copia de ficheros Utilización en el programa Cómo lanzar excepciones void CopiaFichero(const char* Origen, const char *Destino) { unsigned char buffer[1024]; int leido; ifstream fe(origen, ios::in ios::binary); if(!fe.good()) throw CopiaEx(1); ofstream fs(destino, ios::out ios::binary); if(!fs.good()) throw CopiaEx(2); do { fe.read(reinterpret_cast<char *> (buffer), 1024); leido = fe.gcount(); fs.write(reinterpret_cast<char *> (buffer), leido); while(leido); fe.close(); fs.close(); Facultad de Informática UCM, Excepciones 29 Ejemplo: excepciones en copia de ficheros Utilización en el programa Cómo capturar y tratar excepciones int main() { char Desde[] = "excepcion.cpp"; // Este fichero char Hacia[] = "excepcion.cpy"; try { CopiaFichero(Desde, Hacia); catch(copiaex &ex) { cout << ex.what() << endl; // (2) cin.get(); return 0; Facultad de Informática UCM, Excepciones 30 y Java En C++ no es necesario declarar previamente las excepciones (en Java si no son Runtime, sí) Los objetos de excepción pueden ser de cualquier tipo Valen también tipos primitivos como int o bool Se puede definir una clase de excepción que no herede de ninguna predefinida class error_limites { public : int lim_inferior ; int lim_superior ; int valor ; error_limites(int inf, int sup, int v) { lim_inferior=inf; lim_superior=sup; valor=v; // ejemplo de uso: if ( nota < 0 nota > 10 ) throw error_limites (0, 10, nota); Facultad de Informática UCM, Excepciones 31