LIP: 4 Aprile 2008 ECCEZIONI. Eccezioni Come si definiscono eccezioni Come si lanciano Come si gestiscono (gestione esplicita o di default)

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1 LIP: 4 Aprile 2008 ECCEZIONI

2 Eccezioni Come si definiscono eccezioni Come si lanciano Come si gestiscono (gestione esplicita o di default)

3 Eccezioni in Java Un programma Java puo 1) terminare normalmente 2) terminare in modo eccezionale (linterprete segnala leccezione indicandone il tipo)

4 Esempio:riferimento null public class NestedNullPointer { public static void bar(){ Object o = null; System.out.println(o.toString()); } public static void foo(){ bar(); } public static void main(String [] args){ foo(); }

5 Esecuzione del main java java Tutti i metodi annidati terminano Viene elencata la catena dei metodi attivi nel momento in cui si verifica l'eccezione ( bar - foo - main ) e per ogni metodo la linea di codice dove si è verificata In questo caso leccezione NullPointer (primitiva) segnala un errore run-time, ovvero una chiamata di un metodo su un oggetto null

6 Le eccezioni in Java i tipi di eccezione sono particolari classi che –contengono solo il costruttore ci possono essere più costruttori overloaded le eccezioni sono oggetti –creati eseguendo new di un exception type e quindi eseguendo il relativo costruttore esiste una gerarchia predefinita di tipi relativi alle eccezioni –nuovi tipi di eccezioni sono collocati nella gerarchia con lusuale extends

7 La gerarchia di tipi per le eccezioni Throwable Exception Error RuntimeException se un nuovo tipo di eccezione estende la classe Exception –leccezione è checked se un nuovo tipo di eccezione estende la classe RuntimeException –leccezione è unchecked

8 Differenza: checked e unchecked se una procedura può sollevare una eccezione checked (controllata) –deve elencarla nel suo header (tramite throws) altrimenti si verifica un errore a tempo di compilazione se una procedura può sollevare una eccezione unchecked (runt-time) –può non elencarla nel suo header

9 Eccezioni Primitive: run-time –IndexOutOfBoundsException –NullPointerException –I metodi foo, bar e main possono terminare lanciando questa eccezione -- non e obbligatorio riportarla nellintestazione del metodo

10 Eccezione Controllata public class NotFoundException extends Exception { //costruttore public NotFoundException(String s) {super(s);} } la stringa contenuta nelleccezione permette allutente di identificare la procedura che la ha sollevata può comparire nel messaggio di errore che si stampa subito prima di forzare la terminazione dellesecuzione si puo anche mettere un costruttore senza argomenti

11 Lanciare eccezioni Una eccezione si lancia tramite il costrutto throw throw new NotFoundException(nome metodo corrente); La new crea leccezione contenente la stringa Il metodo corrente si sospende e passa il controllo al chiamante

12 Gestione delle Eccezioni Il chiamante puo –gestione di default, mediante propagazione delleccezione alla procedura chiamante possibile solo per eccezioni non checked o per eccezioni checked elencate nellheader della procedura che riceve leccezione –gestione esplicita (mediante try and catch), cattura e gestisce leccezione

13 Catturare una Eccezione Il codice che potrebbe sollevare leccezione e racchiuso allinterno di uno statement try Il codice per gestire leccezione e racchiuso allinterno di uno statement catch In realta possono esserci vari statements catch per catturare diverse eccezioni e gestirle in modo specifico (vedi documentazione Java)

14 Esempio public static boolean cerca(int[] a, int x) throws NotFoundException{ \\EFFECTS\\EFFECTS: se x occorre in a restituisce true, \\ altrimenti solleva leccezione NotFound for (int i=0; i<a.length,i++) if (a[i]==x) {return true;} throw new NotFoundException(cerca); } Il metodo chiamante deve gestirla in modo esplicito o per default NotFoundException e controllata (se un metodo puo sollevarla deve essere elencata nella sua intestazione)

15 Gestione Default public static void usa-cerca() throws NotFoundException{.......cerca(b,8); } Se cerca(b,8 ) termina lanciando NotFound il metodo termina lanciando NotFound Dato che leccezione e controllata deve essere elencata nellintestazione

16 Gestione Esplicita public static void usa-cerca() {.......try{cerca(b,8)} catch (NotFoundException e) {....codice che gestisce e...}; } Se cerca(b,8 ) termina lanciando NotFound il metodo esegue.... codice che gestisce e....

17 Esempio Esempio: pila (Stack) di interi Mantiene gli elementi per ordine di inserimento (LIFO) E utile utilizzare le eccezioni per segnalare alcuni casi particolari o situazioni non richieste

18 Quali operazioni? isEmpty() serve per testare se la pila e vuota top() serve per leggere lelemento al top della pila, ovvero lultimo inserito pop() rimuove lultimo elemento inserito (al top della pila) push (int x) inserisce x nella pila al top PRECONDIZIONI: top() e pop() per garantire che non sia vuota

19 Modifica della Specifica Si possono rimuovere le precondizioni, trasformando i metodi da parziali a totali Usando uneccezione EmptyException (controllata) per segnalare il fatto che ce un errore Omettiamo la def. Del tipo eccezione (standard)

20 Specifica e implementazione public class Stack { \\ OVERVIEW: uno Stack e una collezione di interi organizzati per ordine di inserimento con una politica LIFO. E modificabile private Vector pila; public Stack () { \\ EFFECTS: costruisce uno Stack Vuoto pila=new Vector();} public boolean isEmpty() { \\ EFFECTS: se this e vuoto restituisce true, altrimenti false if (pila.size()==0) {return true;} else {return false;} }

21 Specifica e implementazione public int top()throws EmptyException { \\ EFFECTS: se this e vuota solleva EmptyException, altrimenti restituisce lultimo elemento inserito if (isEmpty()) {throws new EmptyException(Stack.top);} Integer x=pila.elementAt(pila.size()-1)); return x.intValue();} public void pop() throws EmptyException { \\ MODIFIES: this \\ EFFECTS: se this e vuota solleva EmptyException, altrimenti rimuove lultimo elemento inserito if (isEmpty()) {throws new EmptyException(Stack.pop);} pila.removeElementAt(pila.size()-1));} public void push (int x) { \\ MODIFIES: this \\ EFFECTS: inserisce x nella pila pila.addElement(new Integer(x));} } NOTA: specifica totale ( con eccezioni)

22 Gestione delle Eccezioni Chi usa il tipo di dato Stack deve gestire le eccezioni Esempio: procedura stand-alone che rimpiazza gli elemnenti della pila con la loro somma

23 public static void sum (Stack p) throws EmptyException { \\REQUIRES: p non e null \\MODIFIES\\MODIFIES: p \\EFFECTS\\EFFECTS: se p e vuota solleva EmptyException, altrimenti rimuove tutti gli elementi ed inserisce al top la loro somma int somma=p.top(); p.pop(); try {while (true) {somma = somma+p.top(); p.pop();} }catch(EmptyException e) {p.push(somma);} } Notate che non accede alla variabile pila di tipo Vector, usa solo linterfaccia pubblica! Leccezione controllata EmptyException viene propagata automaticamente al metodo chiamante (deve essere riportata nella clausola throws)

24 Esercizio I Definire una classe Frame che definisce oggetti che rappresentano funzioni parziali (a dominio finito) da String (dominio) ad int (Codominio) In sostanza sono delle tabelle (senza duplicati) (a,1) (c,14) (b,10) (c-13) (a,1)(a,6) non e un Frame!

25 Esercizio I Il tipo di dato e modificabile Vogliamo un ordinamento in base al primo elemento (String) (a,1) (b,10) (c,14)

26 Esercizio I Vogliamo le seguenti operazioni (al solito espresse da costruttori e metodi pubblici) - leggere il valore associato ad una certa stringa -inserire una nuova associazione -modificare lassociazione esistente per una certa stringa

27 Esercizio I Diamo la specifica in modo da soddisfare le richieste Le proprieta devono valere per costruzione Usiamo le eccezioni per segnalare i casi non richiesti

28 Esercizio: Eccezioni –NullPointerException e una eccezione unchecked primitiva – DuplicateException e una eccezione checked (da definire) –NotFoundException e una eccezione checked (da definire)

29 Specifica (Interfaccia Pubblica) public class Frame{ \\ OVERVIEW: un Frame e una funzione parziale da stringhe ad \\ interi. I valori del dominio sono ordinati. E \\modificabile public Frame(){ \\ EFFECTS: costruisce un nuovo Frame indefinito per tutti \\i valori } public boolean defined(String s) { \\EFFECTS\\EFFECTS: se s e null solleva NullPointerException, se this e definita per s restituisce true, altrimenti restituisce false}

30 Altri Metodi public int apply(String s) throws NotFoundException{ \\ EFFECTS: se s e null solleva NullPointerException, se this e \\ definita per s restituisce il valore associato, altrimenti solleva \\ NotFoundException} public String toString(){ \\ EFFECTS: restituisce una stringa che contiene le coppie di this, \\(x,y) dove y e lelemento associato ad x} public void bind(String s, int x) throws DuplicateException{ \\MODIFIES\\MODIFIES: this \\EFFECTS\\EFFECTS: se s o x e null solleva NullPointerException, se this e \\definita per s solleva DuplicateException, altrimenti modifica \\this aggiungendo lassociazione tra s ed x in base \\allordinamento}

31 Come si puo implementare Frame? La scelta fondamentale (come per tutte le classi che definiscono oggetti) e quella delle variabili distanza Definiscono lo stato degli oggetti Vanno dichiarate nella classe Inizializzate dal costruttore

32 Per esempio Dobbiamo di fatto memorizzare linsieme delle coppie (valore dominio, valore codominio) Si puo usare un Vector che contiene coppie (String, int) (va definito un tipo coppia) Si possono usare due Vector che memorizzano uno il dominio e laltro il codominio, mantenendo nella stessa posizione gli elementi associati La scelta tra le due implementazioni deve essere invisibile al di fuori della classe Frame (e.g. a chi lo usa)

33 A tale proposito Notate che la specifica data e astratta (non fa riferimento allimplementazione) Al contrario e progettata per astrarre dai dettagli della possibile implementazione

34 Tipo record Pair public class Pair{ public String left; public int right; public Pair(String s, int i) {left=s;right=i;} }

35 Esercizio II Estendere la specifica e limplementazione con due nuovi metodi --- union che modifica this, realizzando lunione con un Frame f (parametro) --- intersection che modifica this, realizzando lintersezione con un Frame f (parametro)

36 Attenzione Lunione e lintersezione devono garantire le proprieta richieste --funzione & ordinamento Problema: [ (a,20),(c,1)] unione [(a,3)] [(a,3),(a,20),(c,1)] non e un frame

37 Di conseguenza Bisogna trattare le situazioni non volute Tipicamente usando delle eccezioni

38 Sviluppare (in parallelo) un Tester Costruire un Frame vuoto Prendere dei valori da console ed inserire delle relative associazioni (usando bind) Testare sul Frame i metodi apply e defined Bisogna testare anche le eccezioni che questi metodi possono sollevare (bind e apply)

39 Cosa vuol dire? Provare apply su un valore che non e definito (il metodo deve sollevare leccezione NotFoundexception) Provare bind su un valore che e gia definito (il metodo deve sollevare leccezione Duplicateexception) Attenzione a catturare le Eccezioni e non fare fallire il main (mediante try e catch) Fare invece stampare il motivo delleccezione (con toString)