Java деление на ноль какая ошибка

How do I throw an exception such that it will output «Calculation failed, there is no change between x1 and x2» if my slope’s denominator is 0…The following block is a method within a class file.

public double getSlope() {
    double rise = p2.getY() - p1.getY();
    double run  = p2.getX() - p1.getX();
    double slope = rise / run;
    return slope;
}

I’m outputting the results to my Testing file, or driver class containing a main method.

asked Oct 10, 2012 at 23:23

Aaron Porter's user avatar

Aaron PorterAaron Porter

3251 gold badge4 silver badges7 bronze badges

3

if (run == 0) {
    throw new IllegalArgumentException("Divide by zero error");
}

John Kugelman's user avatar

John Kugelman

350k67 gold badges534 silver badges578 bronze badges

answered Oct 10, 2012 at 23:28

jahroy's user avatar

jahroyjahroy

22.3k9 gold badges59 silver badges108 bronze badges

1

To throw the exception you need to do this:

public double getSlope() {
    double rise = p2.getY() - p1.getY();
    double run  = p2.getX() - p1.getX();
    if (run == 0) throw new Exception(
                   "Calculation failed, there is no change between x1 and x2");
    double slope = rise / run;
    return slope;
}

Notice the keyword throw in the method, this will be obviously un-caught from the main method and so will crash!

answered Oct 10, 2012 at 23:28

t0mm13b's user avatar

t0mm13bt0mm13b

34.1k8 gold badges78 silver badges110 bronze badges

0

You can do

if(run == 0) {
    throw new java.lang.ArithmeticException("Calculation failed, there is no change between x1 and x2");
}
double slope = rise / run; 

Also, you can use java.lang.IllegalStateException instead, if it makes more sense.

Or, java.lang.RuntimeException if you only the message is relevant.

answered Oct 10, 2012 at 23:33

Bhesh Gurung's user avatar

Bhesh GurungBhesh Gurung

50.5k22 gold badges93 silver badges142 bronze badges

When you divide by zero, it throws automatically an exception called java.lang.ArithmeticException.

If you really want to throw your own exception, to put your message or something similar, you can as bellow:

if(run == 0) {
    throw new ArithmeticException("Your message here");
}

Please notice that this is a RuntimeException and you are not obligated to handle it. If you want to create something that forces the developer to handle, you can create your own Exception, but I think it’s not the case.

answered Oct 10, 2012 at 23:39

Daniel Pereira's user avatar

Daniel PereiraDaniel Pereira

2,7402 gold badges28 silver badges40 bronze badges

1

Try this:

public double getSlope() throws Exception {
    double rise = p2.getY() - p1.getY();
    double run  = p2.getX() - p1.getX();
    if (run == 0) throw new Exception("Calculation failed.");
    double slope = rise / run;
    return slope;
}

public class TestLine {
    public static void main(String[] args) {
        try{
            l1.getSlope();
        } catch (Exception e) {
            System.out.println(e.getMessage());
        }
}

answered Oct 10, 2012 at 23:32

Jason's user avatar

Modify your function as follows:

public double getSlope() throws DivideByZero{
    double rise = p2.getY() - p1.getY();
    double run  = p2.getX() - p1.getX();

    if (run == 0) {
        throw new MyException("Denominator is zero");
    }

    double slope = rise / run;
    return slope;
}

My answer also requires that you create a custom exception class called MyException. The details about doing this are left as an exercise for the reader. (Hint: Google is a great tool.)

BenMorel's user avatar

BenMorel

34.5k50 gold badges183 silver badges322 bronze badges

answered Oct 10, 2012 at 23:29

Code-Apprentice's user avatar

Code-ApprenticeCode-Apprentice

81.8k23 gold badges145 silver badges268 bronze badges

Исключения

Exception

try
Оператор throw
Оператор throws
Оператор finally
Встроенные исключения Java
Создание собственных классов исключений

Исключение — это нештатная ситуация, ошибка во время выполнения программы. Самый простой пример — деление на ноль. Можно вручную отслеживать возникновение подобных ошибок, а можно воспользоваться специальным механизмом исключений, который упрощает создание больших надёжных программ, уменьшает объём необходимого кода и повышает уверенность в том, что в приложении не будет необработанной ошибки.

В методе, в котором происходит ошибка, создаётся и передаётся специальный объект. Метод может либо обработать исключение самостоятельно, либо пропустить его. В любом случае исключение ловится и обрабатывается. Исключение может появиться благодаря самой системе, либо вы сами можете создать его вручную. Системные исключения возникают при неправильном использовании языка Java или запрещённых приёмов доступа к системе. Ваши собственные исключения обрабатывают специфические ошибки вашей программы.

Вернёмся к примеру с делением. Деление на нуль может предотвратить проверкой соответствующего условия. Но что делать, если знаменатель оказался нулём? Возможно, в контексте вашей задачи известно, как следует поступить в такой ситуации. Но, если нулевой знаменатель возник неожиданно, деление в принципе невозможно, и тогда необходимо возбудить исключение, а не продолжать исполнение программы.

Существует пять ключевых слов, используемых в исключениях: try, catch, throw, throws, finally. Порядок обработки исключений следующий.

Операторы программы, которые вы хотите отслеживать, помещаются в блок try. Если исключение произошло, то оно создаётся и передаётся дальше. Ваш код может перехватить исключение при помощи блока catch и обработать его. Системные исключения автоматически передаются самой системой. Чтобы передать исключение вручную, используется throw. Любое исключение, созданное и передаваемое внутри метода, должно быть указано в его интерфейсе ключевым словом throws. Любой код, который следует выполнить обязательно после завершения блока try, помещается в блок finally

Схематически код выглядит так:


try {
    // блок кода, где отслеживаются ошибки
}
catch (тип_исключения_1 exceptionObject) {
    // обрабатываем ошибку
}
catch (тип_исключения_2 exceptionObject) {
    // обрабатываем ошибку
}
finally {
    // код, который нужно выполнить после завершения блока try
}

Существует специальный класс для исключений Trowable. В него входят два класса Exception и Error.

Класс Exception используется для обработки исключений вашей программой. Вы можете наследоваться от него для создания собственных типов исключений. Для распространённых ошибок уже существует класс RuntimeException, который может обрабатывать деление на ноль или определять ошибочную индексацию массива.

Класс Error служит для обработки ошибок в самом языке Java и на практике вам не придётся иметь с ним дело.

Прежде чем научиться обрабатывать исключения, нам (как и нормальному любопытному коту) хочется посмотреть, а что происходит, если ошибку не обработать. Давайте разделим число котов в вашей квартире на ноль, хотя мы и знаем, что котов на ноль делить нельзя!


int catNumber;
int zero;
catNumber = 1; // у меня один кот
zero = 0; // ноль, он и в Африке ноль
int result = catNumber / zero;

Я поместил код в обработчик щелчка кнопки. Когда система времени выполнения Java обнаруживает попытку деления на ноль, она создаёт объект исключения и передаёт его. Да вот незадача, никто не перехватывает его, хотя это должны были сделать вы. Видя вашу бездеятельность, объект перехватывает стандартный системный обработчик Java, который отличается вредных характером. Он останавливает вашу программу и выводит сообщение об ошибке, которое можно увидеть в журнале LogCat:

Caused by: java.lang.ArithmeticException: divide by zero at ru.alexanderklimov.test.MainActivity.onClick(MainActivity.java:79)

Как видно, созданный объект исключения принадлежит к классу ArithmeticException, далее системный обработчик любезно вывел краткое описание ошибки и место возникновения.

Вряд ли пользователи вашей программы будут довольны, если вы так и оставите обработку ошибки системе. Если программа будет завершаться с такой ошибкой, то скорее всего вашу программу просто удалят. Посмотрим, как мы можем исправить ситуацию.

Поместим проблемный код в блок try, а в блоке catch обработаем исключение.


int catNumber;
int zero;

try { // мониторим код
    catNumber = 1; // у меня один кот
    zero = 0; // ноль, он и в Африке ноль
    int result = catNumber / zero;
    Toast.makeText(this, "Не увидите это сообщение!", Toast.LENGTH_LONG).show();
} catch (ArithmeticException e) {
    Toast.makeText(this, "Нельзя котов делить на ноль!", Toast.LENGTH_LONG).show();
}
Toast.makeText(this, "Жизнь продолжается", Toast.LENGTH_LONG).show();

Теперь программа аварийно не закрывается, так как мы обрабатываем ситуацию с делением на ноль.

В данном случае мы уже знали, к какому классу принадлежит получаемая ошибка, поэтому в блоке catch сразу указали конкретный тип. Обратите внимание, что последний оператор в блоке try не срабатывает, так как ошибка происходит раньше строчкой выше. Далее выполнение передаётся в блок catch, далее выполняются следующие операторы в обычном порядке.

Операторы try и catch работают совместно в паре. Хотя возможны ситуации, когда catch может обрабатывать несколько вложенных операторов try.

Если вы хотите увидеть описание ошибки, то параметр e и поможет увидеть ёго.


catch (ArithmeticException e) {
	Toast.makeText(this, e + ": Нельзя котов делить на ноль!", Toast.LENGTH_LONG).show();
}

По умолчанию, класс Trowable, к которому относится ArithmeticException возвращает строку, содержащую описание исключения. Но вы можете и явно указать метод e.toString.

Несколько исключений

Фрагмент кода может содержать несколько проблемных мест. Например, кроме деления на ноль, возможна ошибка индексации массива. В таком случае вам нужно создать два или более операторов catch для каждого типа исключения. Причём они проверяются по порядку. Если исключение будет обнаружено у первого блока обработки, то он будет выполнен, а остальные проверки пропускаются и выполнение программы продолжается с места, который следует за блоком try/catch.


int catNumber;
int zero;

try { // мониторим код
    catNumber = 1; // у меня один кот
    zero = 1; // ноль, он и в Африке ноль
    int result = catNumber / zero;
    // Создадим массив из трёх котов
    String[] catNames = {"Васька", "Барсик", "Мурзик"};
    catNames[3] = "Рыжик";
    Toast.makeText(this, "Не увидите это сообщение!", Toast.LENGTH_LONG).show();
} catch (ArithmeticException e) {
    Toast.makeText(this, e.toString() + ": Нельзя котов делить на ноль!", Toast.LENGTH_LONG).show();
}
catch (ArrayIndexOutOfBoundsException e) {
	Toast.makeText(this, "Ошибка: " + e.toString(), Toast.LENGTH_LONG).show();
}
Toast.makeText(this, "Жизнь продолжается", Toast.LENGTH_LONG).show();

В примере мы добавили массив с тремя элементами, но обращаемся к четвёртому элементу, так как забыли, что отсчёт у массива начинается с нуля. Если оставить значение переменной zero равным нулю, то сработает обработка первого исключения деления на ноль, и мы даже не узнаем о существовании второй ошибки. Но допустим, что в результате каких-то вычислений значение переменной стало равно единице. Тогда наше исключение ArithmeticException не сработает. Но сработает новое добавленное исключение ArrayIndexOutOfBoundsException. А дальше всё пойдёт как раньше.

Тут всегда нужно помнить одну особенность. При использовании множественных операторов catch обработчики подклассов исключений должные находиться выше, чем обработчики их суперклассов. Иначе, суперкласс будет перехватывать все исключения, имея большую область перехвата. Иными словами, Exception не должен находиться выше ArithmeticException и ArrayIndexOutOfBoundsException. К счастью, среда разработки сама замечает непорядок и предупреждает вас, что такой порядок не годится. Увидев такую ошибку, попробуйте перенести блок обработки исключений ниже.

Вложенные операторы try

Операторы try могут быть вложенными. Если вложенный оператор try не имеет своего обработчика catch для определения исключения, то идёт поиск обработчика catch у внешнего блока try и т.д. Если подходящий catch не будет найден, то исключение обработает сама система (что никуда не годится).

Оператор throw

Часть исключений может обрабатывать сама система. Но можно создать собственные исключения при помощи оператора throw. Код выглядит так:


throw экземпляр_Throwable

Вам нужно создать экземпляр класса Throwable или его наследников. Получить объект класса Throwable можно в операторе catch или стандартным способом через оператор new.

Мы могли бы написать такой код для кнопки:


Cat cat;

public void onClick(View view) {
    if(cat == null){
        throw new NullPointerException("Котик не инициализирован");
    }
}

Мы объявили объект класса Cat, но забыли его проинициализировать, например, в onCreate(). Теперь нажатие кнопки вызовет исключение, которое обработает система, а в логах мы можем прочитать сообщение об ошибке. Возможно, вы захотите использовать другое исключение, например, throw new UnsupportedOperationException(«Котик не инициализирован»);.

В любом случае мы передали обработку ошибки системе. В реальном приложении вам нужно обработать ошибку самостоятельно.

Поток выполнения останавливается непосредственно после оператора throw и другие операторы не выполняются. При этом ищется ближайший блок try/catch соответствующего исключению типа.

Перепишем пример с обработкой ошибки.


public void onClick(View view) {
    if (cat == null) {
        try {
            throw new NullPointerException("Кота не существует");
        } catch (NullPointerException e) {
            Toast.makeText(this, e.getMessage(), Toast.LENGTH_LONG).show();
        }
    }
}

Мы создали новый объект класса NullPointerException. Многие классы исключений кроме стандартного конструктора по умолчанию с пустыми скобками имеют второй конструктор с строковым параметром, в котором можно разместить подходящую информацию об исключении. Получить текст из него можно через метод getMessage(), что мы и сделали в блоке catch.

Теперь программа не закроется аварийно, а будет просто выводить сообщения в всплывающих Toast.

Оператор throws

Если метод может породить исключение, которое он сам не обрабатывает, он должен задать это поведение так, чтобы вызывающий его код мог позаботиться об этом исключении. Для этого к объявлению метода добавляется конструкция throws, которая перечисляет типы исключений (кроме исключений Error и RuntimeException и их подклассов).

Общая форма объявления метода с оператором throws:


тип имя_метода(список_параметров) throws список_исключений {
    // код внутри метода
}

В фрагменте список_исключений можно указать список исключений через запятую.

Создадим метод, который может породить исключение, но не обрабатывает его. А в щелчке кнопки вызовем его.


// Метод без обработки исключения
public void createCat(){
	Toast.makeText(this, "Вы создали котёнка", Toast.LENGTH_LONG).show();
	throw new NullPointerException("Кота не существует");
}

// Щелчок кнопки
public void onClick(View v) {
	createCat();
}

Если вы запустите пример, то получите ошибку. Исправим код.


// Без изменений
public void createCat() throws NullPointerException {
	Toast.makeText(this, "Вы создали котёнка", Toast.LENGTH_LONG).show();
	throw new NullPointerException("Кота не существует");
}

// Щелчок кнопки
public void onClick(View v) {
	try {
		createCat();
	} catch (NullPointerException e) {
		// TODO: handle exception
		Toast.makeText(this, e.getMessage(), Toast.LENGTH_LONG).show();
	}
}

Мы поместили вызов метода в блок try и вызвали блок catch с нужным типом исключения. Теперь ошибки не будет.

Оператор finally

Когда исключение передано, выполнение метода направляется по нелинейному пути. Это может стать источником проблем. Например, при входе метод открывает файл и закрывает при выходе. Чтобы закрытие файла не было пропущено из-за обработки исключения, был предложен механизм finally.

Ключевое слово finally создаёт блок кода, который будет выполнен после завершения блока try/catch, но перед кодом, следующим за ним. Блок будет выполнен, независимо от того, передано исключение или нет. Оператор finally не обязателен, однако каждый оператор try требует наличия либо catch, либо finally.

Существуют несколько готовых системных исключений. Большинство из них являются подклассами типа RuntimeException и их не нужно включать в список throws. Вот небольшой список непроверяемых исключений.

  • ArithmeticException — арифметическая ошибка, например, деление на нуль
  • ArrayIndexOutOfBoundsException — выход индекса за границу массива
  • ArrayStoreException — присваивание элементу массива объекта несовместимого типа
  • ClassCastException — неверное приведение
  • EnumConstantNotPresentException — попытка использования неопределённого значения перечисления
  • IllegalArgumentException — неверный аргумент при вызове метода
  • IllegalMonitorStateException — неверная операция мониторинга
  • IllegalStateException — некорректное состояние приложения
  • IllegalThreadStateException — запрашиваемая операция несовместима с текущим потоком
  • IndexOutofBoundsException — тип индекса вышел за допустимые пределы
  • NegativeArraySizeException — создан массив отрицательного размера
  • NullPointerException — неверное использование пустой ссылки
  • NumberFormatException — неверное преобразование строки в числовой формат
  • SecurityException — попытка нарушения безопасности
  • StringIndexOutOfBounds — попытка использования индекса за пределами строки
  • TypeNotPresentException — тип не найден
  • UnsupportedOperationException — обнаружена неподдерживаемая операция

Список проверяемых системных исключений, которые можно включать в список throws.

  • ClassNotFoundException — класс не найден
  • CloneNotSupportedException — попытка клонировать объект, который не реализует интерфейс Cloneable
  • IllegalAccessException — запрещен доступ к классу
  • InstantiationException — попытка создать объект абстрактного класса или интерфейса
  • InterruptedException — поток прерван другим потоком
  • NoSuchFieldException — запрашиваемое поле не существует
  • NoSuchMethodException — запрашиваемый метод не существует
  • ReflectiveOperationException — исключение, связанное с рефлексией

Создание собственных классов исключений

Система не может предусмотреть все исключения, иногда вам придётся создать собственный тип исключения для вашего приложения. Вам нужно наследоваться от Exception (напомню, что этот класс наследуется от Trowable) и переопределить нужные методы класса Throwable. Либо вы можете наследоваться от уже существующего типа, который наиболее близок по логике с вашим исключением.

  • final void addSuppressed(Throwable exception) — добавляет исключение в список подавляемых исключений (JDK 7)
  • Throwable fillInStackTrace() — возвращает объект класса Throwable, содержащий полную трассировку стека.
  • Throwable getCause() — возвращает исключение, лежащее под текущим исключение или null
  • String getLocalizedMessage() — возвращает локализованное описание исключения
  • String getMessage() — возвращает описание исключения
  • StackTraceElement[] getStackTrace() — возвращает массив, содержащий трассировку стека и состояний из элементов класса StackTraceElement
  • final Throwable[] getSuppressed() — получает подавленные исключения (JDK 7)
  • Throwable initCause(Throwable exception) — ассоциирует исключение с вызывающим исключением. Возвращает ссылку на исключение.
  • void printStackTrace() — отображает трассировку стека
  • void printStackTrace(PrintStream stream) — посылает трассировку стека в заданный поток
  • void printStackTrace(PrintWriter stream) — посылает трассировку стека в заданный поток
  • void setStackTrace(StackTraceElement elements[]) — устанавливает трассировку стека для элементов (для специализированных приложений)
  • String toString() — возвращает объект класса String, содержащий описание исключения.

Самый простой способ — создать класс с конструктором по умолчанию.


// Если этот код работает, его написал Александр Климов,
// а если нет, то не знаю, кто его писал.

package ru.alexanderklimov.exception;

import android.os.Bundle;
import android.support.v7.app.AppCompatActivity;
import android.view.View;

public class MainActivity extends AppCompatActivity {

    @Override
    protected void onCreate(Bundle savedInstanceState) {
        super.onCreate(savedInstanceState);
        setContentView(R.layout.activity_main);
    }

    public void testMethod() throws HungryCatException{
        System.out.println("Возбуждаем HungryCatException из метода testMethod()");
        throw new HungryCatException(); // конструктор по умолчанию
    }

    public void onClick(View view) {
        try {
            testMethod();
        } catch (HungryCatException e) {
            e.printStackTrace();
            System.out.println("Наше исключение перехвачено");
        }
    }

    class HungryCatException extends Exception{
    }
}

Мы создали собственный класс HungryCatException, в методе testMethod() его возбуждаем, а по нажатию кнопки вызываем этот метод. В результате наше исключение сработает.

Создать класс исключения с конструктором, который получает аргумент-строку, также просто.


// Если этот код работает, его написал Александр Климов,
// а если нет, то не знаю, кто его писал.

package ru.alexanderklimov.exception;

import android.os.Bundle;
import android.support.v7.app.AppCompatActivity;
import android.view.View;

public class MainActivity extends AppCompatActivity {

    @Override
    protected void onCreate(Bundle savedInstanceState) {
        super.onCreate(savedInstanceState);
        setContentView(R.layout.activity_main);
    }

    public void testMethod() throws HungryCatException {
        System.out.println("Возбуждаем HungryCatException из метода testMethod()");
        throw new HungryCatException(); // конструктор по умолчанию
    }

    public void testMethod2() throws HungryCatException {
        System.out.println("Возбуждаем HungryCatException из метода testMethod2()");
        throw new HungryCatException("Создано во втором методе");
    }

    public void onClick(View view) {
        try {
            testMethod();
        } catch (HungryCatException e) {
            e.printStackTrace();
            System.out.println("Наше исключение перехвачено");
        }

        try {
            testMethod2();
        } catch (HungryCatException e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }

    class HungryCatException extends Exception {
        HungryCatException() {
        }

        HungryCatException(String msg) {
            super(msg);
        }
    }
}

Ещё вариант. Добавим также метод toString().


class CustomException extends Exception {
    String message;

    CustomException(String str) {
        message = str;
    }

    public String toString() {
        return ("Custom Exception Occurred: " + message);
    }
}

// где-то вызываем
try {
    throw new CustomException("This is a custom message");
} catch (CustomException e) {
    System.out.println(e);
}

Теперь класс содержит два конструктора. Во втором конструкторе используется конструктор родительского класса с аргументом String, вызываемый ключевым словом super.

Перехват произвольных исключений

Можно создать универсальный обработчик, перехватывающий любые типы исключения. Осуществляется это перехватом базового класса всех исключений Exception:

cacth(Exception e) {
    Log.w("Log", "Перехвачено исключение");
}

Подобная конструкция не упустит ни одного исключения, поэтому её следует размещать в самом конце списка обработчиков, во избежание блокировки следующих за ней обработчиков исключений.

Основные правила обработки исключений

Используйте исключения для того, чтобы:

  • обработать ошибку на текущем уровне (избегайте перехватывать исключения, если не знаете, как с ними поступить)
  • исправить проблему и снова вызвать метод, возбудивший исключение
  • предпринять все необходимые действия и продолжить выполнение без повторного вызова действия
  • попытаться найти альтернативный результат вместо того, который должен был бы произвести вызванный метод
  • сделать все возможное в текущем контексте и заново возбудить это же исключение, перенаправив его на более высокий уровень
  • сделать все, что можно в текущем контексте, и возбудить новое исключение, перенаправив его на более высокий уровень
  • завершить работу программы
  • упростить программу (если используемая схема обработки исключений делает все только сложнее, значит, она никуда не годится)
  • добавить вашей библиотеке и программе безопасности
Реклама

Исключение (exception) — это ненормальная ситуация (термин «исключение» здесь следует понимать как «исключительная ситуация»), возникающая во время выполнения программного кода. Иными словами, исключение — это ошибка, возникающая во время выполнения программы (в runtime).

Исключение — это способ системы Java (в частности, JVM — виртуальной машины Java) сообщить вашей программе, что в коде произошла ошибка. К примеру, это может быть деление на ноль, попытка обратиться к массиву по несуществующему индексу, очень распространенная ошибка нулевого указателя (NullPointerException) — когда вы обращаетесь к ссылочной переменной, у которой значение равно null и так далее.

В любом случае, с формальной точки зрения, Java не может продолжать выполнение программы.

Обработка исключений (exception handling) — название объектно-ориентированной техники, которая пытается разрешить эти ошибки.

Программа в Java может сгенерировать различные исключения, например:

  • программа может пытаться прочитать файл из диска, но файл не существует;

  • программа может попытаться записать файл на диск, но диск заполнен или не отформатирован;

  • программа может попросить пользователя ввести данные, но пользователь ввел данные неверного типа;

  • программа может попытаться осуществить деление на ноль;

  • программа может попытаться обратиться к массиву по несуществующему индексу.

Используя подсистему обработки исключений Java, можно управлять реакцией программы на появление ошибок во время выполнения. Средства обработки исключений в том или ином виде имеются практически во всех современных языках программирования. В Java подобные инструменты отличаются большей гибкостью, понятнее и удобнее в применении по сравнению с большинством других языков программирования.

Преимущество обработки исключений заключается в том, что она предусматривает автоматическую реакцию на многие ошибки, избавляя от необходимости писать вручную соответствующий код.

В Java все исключения представлены отдельными классами. Все классы исключений являются потомками класса Throwable. Так, если в программе возникнет исключительная ситуация, будет сгенерирован объект класса, соответствующего определенному типу исключения. У класса Throwable имеются два непосредственных подкласса: Exception и Error.

Исключения типа Error относятся к ошибкам, возникающим в виртуальной машине Java, а не в прикладной программе. Контролировать такие исключения невозможно, поэтому реакция на них в приложении, как правило, не предусматривается. В связи с этим исключения данного типа не будут рассматриваться в книге.

Ошибки, связанные с работой программы, представлены отдельными подклассами, производными от класса Exception. В частности, к этой категории относятся ошибки деления на нуль, выхода за пределы массива и обращения к файлам. Подобные ошибки следует обрабатывать в самой программе. Важным подклассом, производным от Exception, является класс RuntimeException, который служит для представления различных видов ошибок, часто возникающих во время выполнения программ.

Каждой исключительной ситуации поставлен в соответствие некоторый класс. Если подходящего класса не существует, то он может быть создан разработчиком.


Так как в Java
ВСЁ ЯВЛЯЕТСЯ ОБЪЕКТОМ, то исключение тоже является объектом некоторого класса, который описывает исключительную ситуацию, возникающую в определенной части программного кода.

«Обработка исключений» работает следующим образом:

  • когда возникает исключительная ситуация, JVM генерирует (говорят, что JVM ВЫБРАСЫВАЕТ исключение, для описания этого процесса используется ключевое слово throw) объект исключения и передает его в метод, в котором произошло исключение;

  • вы можете перехватить исключение (используется ключевое слово catch), чтобы его каким-то образом обработать. Для этого, необходимо определить специальный блок кода, который называется обработчиком исключений, этот блок будет выполнен при возникновении исключения, код должен содержать реакцию на исключительную ситуацию;

  • таким образом, если возникнет ошибка, все необходимые действия по ее обработке выполнит обработчик исключений.

Если вы не предусмотрите обработчик исключений, то исключение будет перехвачено стандартным обработчиком Java. Стандартный обработчик прекратит выполнение программы и выведет сообщение об ошибке.

Рассмотрим пример исключения и реакцию стандартного обработчика Java.

public static void main(String[] args) {

System.out.println(5 / 0);

Мы видим, что стандартный обработчик вывел в консоль сообщение об ошибке. Давайте разберемся с содержимым этого сообщения:

«C:\Program Files\Java\jdk1.8.0_60\bin\java»

Exception in thread «main» java.lang.ArithmeticException: / by zero

at ua.opu.Main.main(Main.java:6)

at sun.reflect.NativeMethodAccessorImpl.invoke0(Native Method)

at sun.reflect.NativeMethodAccessorImpl.invoke(NativeMethodAccessorImpl.java:62)

at sun.reflect.DelegatingMethodAccessorImpl.invoke(DelegatingMethodAccessorImpl.java:43)

at java.lang.reflect.Method.invoke(Method.java:497)

at com.intellij.rt.execution.application.AppMain.main(AppMain.java:144)

Process finished with exit code 1

Exception in thread «main» java.lang.ArithmeticException: / by zero

сообщает нам тип исключения, а именно класс ArithmeticException (про классы исключений мы будем говорить позже), после чего сообщает, какая именно ошибка произошла. В нашем случае это деление на ноль.

at ua.opu.Main.main(Main.java:6)

в каком классе, методе и строке произошло исключение. Используя эту информацию, мы можем найти ту строчку кода, которая привела к исключительной ситуации, и предпринять какие-то действия. Строки

at ua.opu.Main.main(Main.java:6)

at sun.reflect.NativeMethodAccessorImpl.invoke0(Native Method)

at sun.reflect.NativeMethodAccessorImpl.invoke(NativeMethodAccessorImpl.java:62)

at sun.reflect.DelegatingMethodAccessorImpl.invoke(DelegatingMethodAccessorImpl.java:43)

at java.lang.reflect.Method.invoke(Method.java:497)

at com.intellij.rt.execution.application.AppMain.main(AppMain.java:144)

называются «трассировкой стека» (stack tracing). О каком стеке идет речь? Речь идет о стеке вызовов (call stack). Соответственно, эти строки означают последовательность вызванных методов, начиная от метода, в котором произошло исключение, заканчивая самым первым вызванным методом.

Для вызова методов в программе используется инструкция «call». Когда вы вызываете метод в программе, важно сохранить адрес следующей инструкции, чтобы, когда вызванный метод отработал, программа продолжила работу со следующей инструкции. Этот адрес нужно где-то хранить в памяти. Также перед вызовом необходимо сохранить аргументы функции, которые тоже необходимо где-то хранить.

Вся эта информация хранится в специальной структуре – стеке вызовов. Каждая запись в стеке вызовов называется кадром или фреймом (stack frame).

Таким образом, зная, какая строка привела к возникновению исключения, вы можете изменить код либо предусмотреть обработчик событий.

Как уже было сказано выше, исключение это объект некоторого класса. В Java существует разветвленная иерархия классов исключений.

В Java, класс исключения служит для описания типа исключения. Например, класс NullPointerException описывает исключение нулевого указателя, а FileNotFoundException означает исключение, когда файл, с которым пытается работать приложение, не найден. Рассмотрим иерархию классов исключений:

На самом верхнем уровне расположен класс Throwable, который является базовым для всех исключений (как мы помним, JVM «выбрасывает» исключение», поэтому класс Throwable означает – то, что может «выбросить» JVM).

От класса Throwable наследуются классы Error и Exception. Среди подклассов Exception отдельно выделен класс RuntimeException, который играет важную роль в иерархии исключений.

В Java существует некоторая неопределенность насчет того – существует ли два или три вида исключений.

Если делить исключения на два вида, то это:

  1. 1.

    контролируемые исключения (checked exceptions) – подклассы класса Exception, кроме подкласса RuntimeException и его производных;

  2. 2.

    неконтролируемые исключения (unchecked exceptions) – класс Error с подклассами, а также класс RuntimeException и его производные;

В некоторых источниках класс Error и его подклассы выделяют в отдельный вид исключений — ошибки (errors).

Далее мы видим класс Error. Классы этой ветки составляют вид исключений, который можно обозначить как «ошибки» (errors). Ошибки представляют собой серьезные проблемы, которые не следует пытаться обработать в собственной программе, поскольку они связаны с проблемами уровня JVM.

На самом деле, вы конечно можете предпринять некоторые действия при возникновении ошибок, например, вывести сообщение для пользователя в удобном формате, выслать трассировку стека себе на почту, чтобы понять – что вообще произошло.

Но, по факту, вы ничего не можете предпринять в вашей программе, чтобы эту ошибку исправить, и ваша программа, как правило, при возникновении такой ошибки дальше работать не может.

В качестве примеров «ошибок» можно привести: переполнение стека вызова (класс StackOverflowError); нехватка памяти в куче (класс OutOfMemoryError), вследствие чего JVM не может выделить память под новый объект и сборщик мусора не помогает; ошибка виртуальной машины, вследствие которой она не может работать дальше (класс VirtualMachineError) и так далее.

Несмотря на то, что в нашей программе мы никак не можем помочь этой проблеме, и приложение не может работать дальше (ну как может работать приложение, если стек вызовов переполнен или JVM не может дальше выполнять код?!); знание природы этих ошибок поможет вам предпринять некоторые действия, чтобы избежать этих ошибок в дальнейшем. Например, ошибки типа StackOverflowError и OutOfMemoryError могут быть следствием вашего некорректного кода.

Например, попробуем спровоцировать ошибку StackOverflowError

public static void main(String[] args) {

public static void methodA() {

private static void methodB() {

Получим такое сообщение об ошибке

Exception in thread «main» java.lang.StackOverflowError

at com.company.Main.methodB(Main.java:14)

at com.company.Main.methodA(Main.java:10)

at com.company.Main.methodB(Main.java:14)

at com.company.Main.methodA(Main.java:10)

at com.company.Main.methodB(Main.java:14)

at com.company.Main.methodA(Main.java:10)

at com.company.Main.methodB(Main.java:14)

at com.company.Main.methodA(Main.java:10)

Ошибка OutOfMemoryError может быть вызвана тем, что ваш код, вследствие ошибки при программировании, создает очень большое количество массивных объектов, которые очень быстро заполняют кучу и свободного места не остается.

Exception in thread «main» java.lang.OutOfMemoryError: Java heap space

at java.base/java.util.Arrays.copyOf(Arrays.java:3511)

at java.base/java.util.Arrays.copyOf(Arrays.java:3480)

at java.base/java.util.ArrayList.grow(ArrayList.java:237)

at java.base/java.util.ArrayList.grow(ArrayList.java:244)

at java.base/java.util.ArrayList.add(ArrayList.java:454)

at java.base/java.util.ArrayList.add(ArrayList.java:467)

at com.company.Main.main(Main.java:13)

Process finished with exit code 1

Ошибка VirtualMachineError может означать, что следует переустановить библиотеки Java.

В любом случае, следует относиться к типу Error не как к неизбежному злу и «воле богов», а просто как к сигналу к тому, что в вашем приложении что-то не так, или что-то не так с программным или аппаратным обеспечением, которое вы используете.

Класс Exception описывает исключения, связанные непосредственно с работой программы. Такого рода исключения «решаемы» и их грамотная обработка позволит программе работать дальше в нормальном режиме.

В классе Exception описаны исключения двух видов: контролируемые исключения (checked exceptions) и неконтролируемые исключения (unchecked exceptions).

Неконтролируемые исключения содержатся в подклассе RuntimeException и его наследниках. Контролируемые исключения содержатся в остальных подклассах Exception.

В чем разница между контролируемыми и неконтролируемыми исключениями, мы узнаем позже, а теперь рассмотрим вопрос – а как же именно нам обрабатывать исключения?

Обработка исключений в методе может выполняться двумя способами:

  1. 1.

    с помощью связки try-catch;

  2. 2.

    с помощью ключевого слова throws в сигнатуре метода.

Рассмотрим оба метода поподробнее:

Способ 1. Связка try-catch

Этот способ кратко можно описать следующим образом.

Код, который теоретически может вызвать исключение, записывается в блоке try{}. Сразу за блоком try идет блок код catch{}, в котором содержится код, который будет выполнен в случае генерации исключения. В блоке finally{} содержится код, который будет выполнен в любом случае – произошло ли исключение или нет.

Теперь разберемся с этим способом более подробно. Рассмотрим следующий пример – программу, которая складывает два числа, введенные пользователем из консоли

public static void main(String[] args) {

Scanner scanner = new Scanner(System.in);

System.out.println(«Введите первое число: «);

String firstNumber = scanner.nextLine();

System.out.println(«Введите второе число: «);

String secondNumber = scanner.nextLine();

a = Integer.parseInt(firstNumber);

b = Integer.parseInt(secondNumber);

System.out.println(«Результат: « + (a + b));

Первое, что нам нужно определить – и что является главным при работе с исключениями, КАКАЯ ИНСТРУКЦИЯ МОЖЕТ ПРИВЕСТИ К ВОЗНИКНОВЕНИЮ ИСКЛЮЧЕНИЯ?

То есть, мы должны понять – где потенциально у нас может возникнуть исключение? Понятно, что речь идет не об операции сложения и не об операции чтения данных из консоли. Потенциально опасными строчками кода здесь являются строчки

a = Integer.parseInt(firstNumber);

b = Integer.parseInt(secondNumber);

в которых происходит преобразование ввода пользователя в целое число (метод parseInt() преобразует цифры в строке в число).

Почему здесь может возникнуть исключение? Потому что пользователь может ввести не число, а просто какой-то текст и тогда непонятно – что записывать в переменную a или b. И да, действительно, если пользователь введет некорректное значение, возникнет исключение в методе Integer.parseInt().

Итак, что мы можем сделать. «Опасный код» нужно поместить в блок try{}

Обратите внимание на синтаксис блока try. В самом простом случае это просто ключевое слово try, после которого идут парные фигурные скобки. Внутри этих скобок и заключается «опасный» код, который может вызвать исключение. Сразу после блока try должен идти блок catch().

a = Integer.parseInt(firstNumber);

b = Integer.parseInt(secondNumber);

} catch (NumberFormatException e) {

// сохранить текст ошибки в лог

System.out.println(«Одно или оба значения некорректны!»);

System.out.println(«Результат: « + (a + b));

Обратите внимание на синтаксис блока catch. После ключевого слова, в скобках описывается аргумент с именем e типа NumberFormatException.

Когда произойдет исключение, то система Java прервет выполнение инструкций в блоке try и передаст управление блоку catch и запишет в этот аргумент объект исключения, который сгенерировала Java-машина.

То есть, как только в блоке try возникнет исключение, то дальше инструкции в блоке try выполняться не будут! А сразу же начнут выполняться действия в блоке catch.

Обработчик исключения находится в блоке catch, в котором мы можем отреагировать на возникновение исключения. Также, в этом блоке нам будет доступен объект исключения, от которого мы можем получить дополнительные сведения об исключении.

Блок catch сработает только в том случае, если указанный в скобках тип объекта исключения будет суперклассом или будет того же типа, что и объект исключения, который сгенерировала Java.

Например, если в нашем примере мы напишем код, который потенциально может выбросить исключение типа IOException, но не изменим блок catch

} catch (NumberFormatException e) {

// сохранить текст ошибки в лог

System.out.println(«Одно или оба значения некорректны!»);

тогда обработчик не будет вызван и исключение будет обработано стандартным обработчиком Java.

Способ 2. Использование ключевого слова throws

Второй способ позволяет передать обязанность обработки исключения тому методу, который вызывает данный метод (а тот, в свою очередь может передать эту обязанность выше и т.д.).

Изменим наш пример и выделим в отдельный метод код, который будет запрашивать у пользователя число и возвращать его как результат работы метода

public static void main(String[] args) {

int a = getNumberFromConsole(«Введите первое число»);

int b = getNumberFromConsole(«Введите второе число»);

System.out.println(«Результат: « + (a + b));

public static int getNumberFromConsole(String message) {

Scanner scanner = new Scanner(System.in);

System.out.print(message + «: «);

String s = scanner.nextLine();

return Integer.parseInt(s);

Мы понимаем, что в данном методе может произойти исключение, но мы не хотим или не можем его обработать. Причины могут быть разными, например:

  1. 1.

    обработка исключений может происходить централизованно однотипным способом (например, показ окошка с сообщением и с определенным текстом);

  2. 2.

    это не входит в нашу компетенцию как программиста – обработкой исключений занимается другой программист;

  3. 3.

    мы пишем только некоторую часть программы и непонятно – как будет обрабатывать исключение другой программист, который потом будет использовать наш код (например, мы пишем просто какую-то библиотеку, которая производит вычисления, и как будет выглядеть обработка – это не наше дело).

В любом случае, мы знаем, что в этом коде может быть исключение, но мы не хотим его обрабатывать, а хотим просто предупредить другой метод, который будет вызывать наш код, что выполнение кода может привести к исключению. В этом случае, используется ключевое слово throws, которое указывается в сигнатуре метода

public static int getNumberFromConsole(String message) throws NumberFormatException {

Scanner scanner = new Scanner(System.in);

System.out.print(message + «: «);

String s = scanner.nextLine();

return Integer.parseInt(s);

Обратите внимание на расположение сигнатуру метода. Мы привыкли, что при объявлении метода сразу после скобок входных аргументов мы открываем фигурную скобку и записываем тело метода. Здесь же, после входных аргументов, мы пишем ключевое слово throws и потом указываем тип исключения, которое может быть сгенерировано в нашем методе. Если метод может выбрасывать несколько типов исключений, они записываются через запятую

public static void foo() throws NumberFormatException, ArithmeticException, IOException {

Тогда, в методе main мы должны написать примерно следующее

public static void main(String[] args) {

a = getNumberFromConsole(«Введите первое число»);

b = getNumberFromConsole(«Введите второе число»);

} catch (NumberFormatException e) {

// сохранить текст ошибки в лог

System.out.println(«Одно или оба значения некорректны!»);

System.out.println(«Результат: « + (a + b));

Основное преимущество этого подхода – мы передаем обязанность по обработке исключений другому, вышестоящему методу.

Отличия между контролируемыми и неконтролируемыми исключениями

Если вы вызываете метод, который выбрасывает checked исключение, то вы ОБЯЗАНЫ предусмотреть обработку возможного исключения, то есть связку try-catch.

Яркий пример checked исключения – класс IOException и его подклассы.

Рассмотрим пример – попробуем прочитать файл и построчно вывести его содержимое на экран консоли:

public static void main(String[] args) {

Path p = Paths.get(«c:\\temp\\file.txt»);

BufferedReader reader = Files.newBufferedReader(p);

while ((line = reader.readLine()) != null) {

System.out.println(line);

Как мы видим, компилятор не хочет компилировать наш код. Чем же он недоволен? У нас в коде происходит вызов двух методов – статического метода Files.newBufferedReader() и обычного метода BufferedReader.readLine().

Если посмотреть на сигнатуры этих методов то можно увидеть, что оба этих метода выбрасывают исключения типа IOException. Этот тип исключения относится к checked-исключению и поэтому, если вы вызываете эти методы, компилятор ТРЕБУЕТ от вас предусмотреть блок catch, либо в самом вашем методе указать throws IOException и, таким образом, передать обязанность обрабатывать исключение другому методу, который будет вызывать ваш.

Таким образом, «оборачиваем» наш код в блок try и пишем блок catch.

public static void main(String[] args) {

Path p = Paths.get(«c:\\temp\\file.txt»);

BufferedReader reader = Files.newBufferedReader(p);

while ((line = reader.readLine()) != null) {

System.out.println(line);

} catch (IOException e) {

System.out.println(«Ошибка при чтении файла!»);

Еще один способ — указать в сигнатуре метода, что он выбрасывает исключение типа IOException и переложить обязанность обработать ошибку в вызывающем коде

public static void main(String[] args) {

Path p = Paths.get(«c:\\temp\\file.txt»);

} catch (IOException e) {

System.out.println(«Ошибка при чтении файла!»);

public static void printFile(Path p) throws IOException {

BufferedReader reader = Files.newBufferedReader(p);

while ((line = reader.readLine()) != null) {

System.out.println(line);

Eсли метод выбрасывает checked-исключение, то проверка на наличие catch-блока происходит на этапе компиляции. И вы обязаны предусмотреть обработку исключения для checked-исключения.

Что касается unchecked-исключения, то обязательной обработки исключения нет – вы можете оставить подобные ситуации без обработки.

Зачем необходимо наличие двух видов исключений?

В большинстве языков существует всего лишь один тип исключений – unchecked. Некоторые языки, например, C#, в свое время отказались от checked-исключений.

Во-первых, мы не можем сделать все исключения checked, т.к. очень многие операции могут генерировать исключения, и если каждый такой участок кода «оборачивать» в блок try-catch, то код получится слишком громоздким и нечитабельным.

С другой стороны, зачем нужно делать некоторые типы исключений checked? Почему просто не сделать все исключения unchecked и оставить решения об обработке исключений целиком на совести программиста?

В официальной документации написано, что unchecked-исключения – это те исключения, от которых программа «не может восстановиться», тогда как checked-исключения позволяют откатить некоторую операцию и повторить ее снова.

На самом деле, если вы посмотрите на различные типы unchecked-исключений, то вы увидите, что большинство их связаны с ошибками самого программиста. Выход за пределы массива, исключение нулевого указателя, деление на ноль – большинство из подобного рода исключений целиком лежат на совести программистов. Тогда мы можем сказать, что лучше программист пишет более хороший код, чем везде вставляет проверки на исключения.

Контролируемые исключения, как правило, представляют те ошибки, которые возникают не из-за программиста и предусмотреть которые программист не может. Например, это отсутствующие файлы, работа с сокетами, подключение к базе данных, сетевые соединения, некорректный пользовательский ввод.

Вы можете написать идеальный код, но потом вы отдадите приложение пользователю, а он введет название файла, которого нет или напишет неправильный IP для сокет-соединения. Таким образом, мы заранее должны быть готовыми к неверным действиям пользователя или к программным или аппаратным проблемам на его стороне и в обязательном порядке предусмотреть обработку возможных исключений.

Дополнительно об исключениях

Рассмотрим детально различные возможности механизма исключений, которые позволяют программисту максимально эффективно противодействовать исключениям:

Java позволяет вам для одного блока try предусмотреть несколько блоков catch, каждый из которых должен обрабатывать свой тип исключения

public static void foo() {

} catch (ArithmeticException e) {

// обработка арифметического исключения

} catch (IndexOutOfBoundsException e) {

// обработка выхода за пределы коллекции

} catch (IllegalArgumentException e) {

// обработка некорректного аргумента

Важно помнить, что Java обрабатывает исключения последовательно. Java просматривает блок catch сверху вниз и выполняет первый подходящий блок, который может обработать данное исключение.

Так как вы можете указать как точный класс, так и суперкласс, то если первым блоком будет блок для суперкласса – выполнится он. Например, исключение FileNotFoundException является подклассом IOException. И поэтому если вы первым поставите блок с IOException – он будет вызываться для всех подтипов исключений, в том числе и для FileNotFoundException и блок c FileNotFoundException никогда не выполнится.

public static void main(String[] args) {

Path p = Paths.get(«c:\\temp\\file.txt»);

} catch (IOException e) {

System.out.println(«Ошибка при чтении файла!»);

} catch (FileNotFoundException e) {

// данный блок никогда не будет вызван

public static void printFile(Path p) throws IOException {

BufferedReader reader = Files.newBufferedReader(p);

while ((line = reader.readLine()) != null) {

System.out.println(line);

Один блок для обработки нескольких типов исключений

Начиная с версии Java 7, вы можете использовать один блок catch для обработки исключений нескольких, не связанных друг с другом типов. Приведем пример

public static void foo() {

} catch (ArithmeticException | IllegalArgumentException | IndexOutOfBoundsException e) {

// три типа исключений обрабатываются одинаково

Как мы видим, один блок catch используется для обработки и типа IOException и NullPointerException и NumberFormaException.

Вы можете использовать вложенные блоки try, которые могут помещаться в других блоках try. После вложенного блока try обязательно идет блок catch

public static void foo() {

} catch (IllegalArgumentException e) {

// обработка вложенного блока try

} catch (ArithmeticException e) {

Выбрасывание исключения с помощью ключевого слова throw

С помощью ключевого слова throw вы можете преднамеренно «выбросить» определенный тип исключения.

public static void foo(int a) {

throw new IllegalArgumentException(«Аргумент не может быть отрицательным!»);

Кроме блока try и catch существует специальный блок finally. Его отличительная особенность – он гарантированно отработает, вне зависимости от того, будет выброшено исключение в блоке try или нет. Как правило, блок finally используется для того, чтобы выполнить некоторые «завершающие» операции, которые могли быть инициированы в блоке try.

public static void foo(int a) {

FileOutputStream fout = null;

File file = new File(«file.txt»);

fout = new FileOutputStream(file);

} catch (IOException e) {

// обработка исключения при записи в файл

} catch (IOException e) {

При любом развитии события в блоке try, код в блоке finally отработает в любом случае.

Блок finally отработает, даже если в try-catch присутствует оператор return.

Как правило, блок finally используется, когда мы в блоке try работаем с ресурсами (файлы, базы данных, сокеты и т.д.), когда по окончании блока try-catch мы освобождаем ресурсы. Например, допустим, в процессе работы программы возникло исключение, требующее ее преждевременного закрытия. Но в программе открыт файл или установлено сетевое соединение, а, следовательно, файл нужно закрыть, а соединение – разорвать. Для этого удобно использовать блок finally.

Блок try-with-resources является модификацией блока try. Данный блок позволяет автоматически закрывать ресурс после окончания работы блока try и является удобной альтернативой блоку finally.

public static void foo() {

Path p = Paths.get(«c:\\temp\\file.txt»);

try (BufferedReader reader = Files.newBufferedReader(p)) {

while ((line = reader.readLine()) != null)

System.out.println(line);

} catch (IOException e) {

Внутри скобок блока try объявляется один или несколько ресурсов, которые после отработки блока try-catch будут автоматически освобождены. Для этого объект ресурса должен реализовывать интерфейс java.lang.AutoCloseable.

Создание собственных подклассов исключений

Встроенные в Java исключения позволяют обрабатывать большинство распространенных ошибок. Тем не менее, вы можете создавать и обрабатывать собственные типы исключений. Для того, чтобы создать класс собственного исключения, достаточно определить как его произвольный от Exception или от RuntimeException (в зависимости от того, хотите ли вы использовать checked или unchecked – исключения).

Насчет создания рекомендуется придерживаться двух правил:

  1. 1.

    определитесь, исключения какого типа вы хотите использовать для собственных исключений (checked или unchecked) и старайтесь создавать исключения только этого типа;

  2. 2.

    старайтесь максимально использовать стандартные типы исключений и создавать свои типы только в том случае, если существующие типы исключений не отражают суть того исключения, которое вы хотите добавить.

Плохие практики при обработке исключений

Ниже представлены действия по обработке ошибок, которые характерны для плохого программиста. Ни в коем случае не рекомендуется их повторять!

  1. 1.

    Указание в блоке catch объекта исключения типа Exception. Существует очень большой соблазн при создании блока catch указать тип исключения Exception и, таким образом, перехватывать все исключения, которые относятся к этому классу (а это все исключения, кроме системных ошибок). Делать так крайне не рекомендуется, т.к. вместо того чтобы решать проблему с исключениями, мы фактически игнорируем ее и просто реализуем некоторую «заглушку», чтобы приложение продолжило работу дальше. Кроме того, каждый тип исключения должен быть обработан своим определенным образом.

  2. 2.

    Помещение в блок try всего тела метода. Следующий плохой прием используется, когда программист не хочет разбираться с кодом, который вызывает исключение и просто, опять же, реализует «заглушку». Этот прием очень «хорошо» сочетается с первым приемом. В блок try должен помещаться только тот код, который потенциально может вызвать исключение, а не всё подряд, т.к. лень обрабатывать исключения нормально.

  3. 3.

    Игнорирование исключения. Следующий плохой прием состоит в том, что мы просто игнорируем исключение и оставляем блок catch пустым. Программа должна реагировать на исключения и должна информировать пользователя и разработчика о том, что что-то пошло не так. Безусловно, исключение это не повод тут же закрывать приложение, а попытаться повторить то действие, которое привело к исключению (например, повторно указать название файла, попытаться открыть базу данных через время и т.д.). В любом случае, когда приложение в ответ на ошибку никак не реагирует – не выдает сообщение, но и не делает того, чего от нее ожидали – это самый плохой вариант.

#База знаний


  • 0

Разбираемся, что такое исключения, зачем они нужны и как с ними работать.

 vlada_maestro / shutterstock

Мария Помазкина

Хлебом не корми — дай кому-нибудь про Java рассказать.

Из этой статьи вы узнаете:

  • что такое исключения (Exceptions);
  • как они возникают и чем отличаются от ошибок (Errors);
  • зачем нужна конструкция try-catch;
  • как разобраться в полученном исключении
  • и как вызвать исключение самому.

Код вашей программы исправно компилируется и запускается, только вот вместо желанного результата вы видите непонятный текст. Строчки его будто кричат на вас, аж побагровели.

За примером далеко ходить не надо: сделаем то, что нам запрещали ещё в школе, — поделим на ноль.

public static void main(String[] args) {
    hereWillBeTrouble(42, 0);
}

public static void hereWillBeTrouble(int a, int b) {
    int oops = a / b;
    System.out.println(oops);
}

А получим вот что:

Это и есть исключение.

«Исключение» — сокращение от слов «исключительный случай». Это ситуация, в которой программа не может продолжить работу или её работа становится бессмысленной. Причём речь не только о нештатных ситуациях — исключения бывают и намеренными, такие разработчик вызывает сам.

Это интересно. Исключения в Java появились уже в первой версии языка. А вот в языках, где их нет, вместо них возвращают коды ошибок.

У всех классов исключений есть общий класс-предок Throwable, от него наследуются классы Error и Exception, базовые для всех прочих.

Верхушка иерархии исключений Java

Error — это критические условия, в которых работа программы должна быть завершена. Например, когда при выполнении программы закончилась память, произошёл сбой в системе или виртуальной машине. Не будем задерживаться на этой ветке, поскольку документация Java говорит:

Error is the superclass of all the exceptions from which ordinary programs are not ordinarily expected to recover.

Что в переводе означает: ошибки (Error) — это такие исключительные ситуации, в которых восстанавливать работу программы не предполагается.

То есть это проблемы, которые нельзя (недопустимо) исправлять на ходу. Всё, что нам остаётся, — извиниться перед пользователем и впредь писать программы, где возникнет меньше подобных ситуаций. Например, не допускать такой глубокой рекурсии, как в коде ниже:

static void notGood() {
    System.out.println("Только не снова!");
    notGood();
}

При работе этого метода у нас возникнет ошибка: Exception in thread «main» java.lang.StackOverflowError — стек вызовов переполнился, так как мы не указали условие выхода из рекурсии.

А теперь об Exception. Эти исключительные ситуации возникают, если разработчик допустил невыполнимую операцию, не предусмотрел особые случаи в бизнес-логике программы (или сообщает о них с помощью исключений).

1. Невыполнимая операция

Мир не рухнул, как в случае с Error, просто Java не знает, что делать дальше. Как раз из этого разряда деление на ноль в начале статьи: и правда, какое значение тогда присвоить переменной oops?

Убедитесь сами, что исключение класса ArithmeticException наследуется как раз от Exception.

Стоит запомнить. В IntelliJ IDEA, чтобы увидеть положение класса в иерархии, выберите его и нажмите Ctrl + H (или на пункт Type Hierarchy в меню Navigate).

Другая частая ситуация — обращение к несуществующему элементу массива. Например, у нас в нём десять элементов, а мы пытаемся обратиться к одиннадцатому.

2. Особый случай в бизнес-логике программы

Классика. Программируем задачу о перевозке волка, козы и капусты через реку: в лодке может быть только два пассажира, но волка с козой и козу с капустой нельзя оставлять на берегу вместе. Это и есть особый случай в бизнес-логике, который нельзя нарушать.

Или пользователь вводит дату начала некоторого периода и дату его окончания. Вторая дата не может быть раньше первой.

Или, допустим, у нас есть метод, который читает файл. Сам метод написан верно. Пользователь передал в него корректный путь. Только вот у этого работника нет права читать этот файл (его роль и права обусловлены предметной областью). Что же тогда методу возвращать? Вернуть-то нечего, ведь метод не отработал. Самое очевидное решение — выдать исключение.

В дерево исключений мы ещё углубимся, а сейчас посмотрим, что и как с ними делают.

Простейший вариант — ничего; возникает исключение — программа просто прекращает работать.

Чтобы убедиться в этом, выполним код:

public static void main(String[] args) {
    hereWillBeTrouble(42, 0);
}

public static void hereWillBeTrouble(int a, int b) {
    System.out.println("Всё, что было до...");
    int oops = a / b;
    System.out.println(oops);
    System.out.println("Всё, что будет после...");
}

Так и есть: до деления на ноль код выполнялся, а после — нет.

Это интересно: когда возникает исключение, программисты выдают что-то вроде «код [вы]бросил исключение» или «код кинул исключение». А глагол таков потому, что все исключения — наследники класса Throwable, что значит «бросаемый» / «который можно бросить».

Второе, что можно делать с исключениями, — это их обрабатывать.

Для этого нужно заключить кусок кода, который может вызвать исключение, в конструкцию try-catch.

Как это работает: если в блоке try возникает исключение, которое указано в блоке catch, то исполнение блока try прервётся и выполнится код из блока catch.

Например:

public static void main(String[] args) {
    hereWillBeTrouble();
}

private static void hereWillBeTrouble(int a, int b) {
    int oops;
    try {
        System.out.println("Всё, что было до...");
        oops = a / b;
        System.out.println(oops);
        System.out.println("Всё, что будет после...");
    } catch (ArithmeticException e) {
        System.out.println("Говорили же не делить на ноль!");
        oops = 0;
    }
    System.out.println("Метод отработал");
}

Разберём этот код.

Если блок try кинет исключение ArithmeticException, то управление перехватит блок catch, который выведет строку «Говорили же не делить на ноль!», а значение oops станет равным 0.

После этого программа продолжит работать как ни в чём не бывало: выполнится код после блока try-catch, который сообщит: «Метод отработал».

Проверьте сами: запустите код выше. Вызовите метод hereWillBeTrouble с любыми значениями аргументов кроме нулевого b. Если в блоке try не возникнет исключений, то его код выполнится целиком, а в блок catch мы даже не попадём.

Есть ещё и третий вариант — пробросить исключение наверх. Но об этом в следующей статье.

Вернёмся к первой картинке. Посмотрим, что нам сказала Java, когда произошло исключение:

Начинаем разбирать сверху вниз:

— это указание на поток, в котором произошло исключение. В нашей простой однопоточной программе это поток main.

— какое исключение брошено. У нас это ArithmeticException. А java.lang.ArithmeticException — полное название класса вместе с пакетом, в котором он размещается.

— весточка, которую принесло исключение. Дело в том, что одно и то же исключение нередко возникает по разным причинам. И тут мы видим стандартное пояснение «/ by zero» — из-за деления на ноль.

— это самое интересное: стектрейс.

Стектрейс (Stack trace) — это упорядоченный список методов, сквозь которые исключение пронырнуло.

У нас оно возникло в методе hereWillBeTrouble на 8-й строке в классе Main (номер строки и класс указаны в скобках синим). А этот метод, в свою очередь, вызван методом main на 3-й строке класса Main.

Стектрейсы могут быть довольно длинными — из десятков методов, которые вызывают друг друга по цепочке. И они здорово помогают расследовать неожиданно кинутое исключение.

Советую закреплять теорию на практике. Поэтому вернитесь в блок про Error и вызовите метод notGood — увидите любопытный стектрейс.

Всё это время мы имели дело с исключением, которое бросает Java-машина — при делении на ноль. Но как вызвать исключение самим?

Раз исключение — это объект класса, то программисту всего-то и нужно, что создать объект с нужным классом исключения и бросить его с помощью оператора throw.

public static void main(String[] args) {
    hereWillBeTrouble(42, 0);
}

private static void hereWillBeTrouble(int a, int b) {
    if (b == 0) {
        throw new ArithmeticException("ты опять делишь на ноль?");
    }
    int oops = a / b;
    System.out.println(oops);
}

При создании большинства исключений первым параметром в конструктор можно передать сообщение — мы как раз сделали так выше.

А получим мы то же самое, что и в самом первом примере, только вместо стандартной фразы «/by zero» теперь выдаётся наш вопрос-пояснение «ты опять делишь на ноль?»:

В следующей статье мы углубимся в иерархию исключений Java, узнаем про их разделение на checked и unchecked, а также о том, что ещё интересного можно с ними делать.

Как зарабатывать больше с помощью нейросетей?
Бесплатный вебинар: 15 экспертов, 7 топ-нейросетей. Научитесь использовать ИИ в своей работе и увеличьте доход.

Узнать больше


Содержание

  • 1. Что такое исключительная ситуация?
  • 2. Понятие исключения в языке Java
  • 3. Какими способами могут генерироваться исключения?
  • 4. В каких случаях вызывается стандартный обработчик исключений Java?
  • 5. Какие ключевые слова используются для обработки исключений в Java?
  • 6. Какое назначение конструкции try…catch…finally? Общая форма
  • 7. Пример генерирования исключения и его перехват стандартным обработчиком исключений Java
  • 8. Пример перехвата и обработки исключения с помощью оператора try…catch
  • 9. Пример перехвата и обработки исключения блоком try…catch…finally. Демонстрация работы блока операторов finally
  • 10. Как реализовать вывод описания исключения? Пример
  • 11. Пример перехвата нескольких исключительных ситуаций (несколько операторов catch)
  • Связанные темы

Поиск на других ресурсах:

1. Что такое исключительная ситуация?

Исключительная ситуация – это программная ошибка, которая возникает во время выполнения последовательности программного кода. Программная ошибка может быть логической ошибкой программиста во время разработки программы. Например, исключительная ситуация может возникать в случаях:

  • попытки деления на нуль
  • попытки обращения к элементу массива, номер индекса которого выходит за пределы объявленного;
  • попытки взять корень из отрицательного числа;
  • попытки открыть файл по имени, которого нет на диске;
  • другие случаи.

Правильная обработка исключений есть важным элементом написания профессиональных программ на Java.

 

2. Понятие исключения в языке Java

Как правило, каждая исключительная ситуация может иметь свой код ошибки и обработку этого кода (вывод соответствующих сообщений, и т.п.). В языке программирования Java разработан механизм обработки исключительных ситуаций.

В языке программирования Java, исключение – это специальный объект, описывающий исключительную ситуацию, которая возникла в некоторой части программного кода. Объект представляющий исключение, генерируется в момент возникновения исключительной ситуации. После возникновения критической (исключительной) ситуации исключение перехватывается и обрабатывается. Таким образом, возникает понятие генерирования исключения. Генерирование исключения – процесс создания объекта, который описывает данное исключение.

 

3. Какими способами могут генерироваться исключения?

В языке Java исключения могут генерироваться одним из двух способов:

  • автоматически. В этом случае исключения генерируются исполнительной системой Java. К таким исключениям входят ошибки, которые понимают правила языка Java или ограничения, которые накладываются системой;
  • вручную. В этом случае исключения генерируются в программном коде, который разрабатывается. Ручные исключения программируются для сообщения вызывающему коду о возможных ошибках в методах разрабатываемой программы.

 

4. В каких случаях вызывается стандартный обработчик исключений Java?

Стандартный обработчик исключений Java вызывается в случаях, когда программа:

  • не использует блок try…catch для обработки и перехвата исключительной ситуации вообще;
  • содержит блок try…catch, однако в этом блоке данный тип исключения не перехватывается.

Если программа содержит собственный код try…catch для обработки данной исключительной ситуации, тогда стандартный обработчик исключений не вызывается.

 



5. Какие ключевые слова используются для обработки исключений в Java?

Для обработки исключений в Java используются следующие ключевые слова:

  • try;
  • catch;
  • throw;
  • throws;
  • finally.

 

6. Какое назначение конструкции try… catch…finally? Общая форма

В языке Java можно вручную перехватывать исключения (исключительные ситуации) и соответствующим образом обрабатывать их. Важно, чтобы при возникновении исключительной ситуации программа не прекратила свое выполнение.

Для отслеживания, генерирования и обработки исключений в языке программирования Java используется конструкция try…catch…finally, которая имеет следующую общую форму

try {
    // блок кода, в котором отслеживаются и генерируются исключения
    // ...
}
catch (type_exception_1 objEx1) {
    // обработчик исключения типа type_exception_1
    // ...
}
catch (type_exception_2 objEx2) {
    // обработчик исключения типа type_exception_2
    // ...
}

...

catch (type_exception_N objEx) {
    // обработчик исключения типа type_exception_N
    // ...
}
finally {
    // блок кода, который должен быть обязательно выполнен
    // после завершения блока try
    // ...
}

В блоке try размещаются операторы программы, которые нужно проконтролировать и, в случае возникновения исключительной ситуации, сгенерировать исключение. Внутри блока try могут быть вызваны различные методы, способные сгенерировать то или иное исключение. Однако, обработчик исключения будет только один.

В блоке catch размещается программный код, который обрабатывает перехваченное исключение (обработчик исключения). Код в блоке catch реализует выполнение соответствующих действий, когда произошла исключительная ситуация в блоке try.   Блоков catch может быть несколько. Если генерируется исключение, механизм обработки исключений ищет первый из обработчиков исключений, аргумент которого соответствует текущему типу исключения. После этого он входит в блок catch, и, в результате исключение считается обработанным. Только один соответствующий блок catch обрабатывается.

В блоке finally указывается код, который должен быть обязательно выполнен после завершения блока try. Блок операторов finally выполняется независимо от того, будет ли сгенерировано исключение или нет. Если исключение сгенерировано, блок операторов finally выполняется даже при условии, что ни один из операторов catch не совпадает с этим исключением.

Операторы try и catch составляют единое целое. Оператор finally может отсутствовать.

 

7. Пример генерирования исключения и его перехват стандартным обработчиком исключений Java

Если в программе отсутствует собственный блок try…catch перехвата исключения, будет вызван стандартный обработчик исключения. В примере демонстрируется вызов стандартного обработчика.

Объявляется класс DemoExceptions. С целью демонстрации в классе объявляется метод DivNumbers(). Метод возвращает число типа double, которое есть результатом деления двух целых значений переменных a и b. Эти переменные есть входными параметрами метода.

Если b = 0 то при делении a на b может возникнуть исключительная ситуация «деление на нуль» типа ArithmeticException. В программе нет кода, который явным образом перехватывает и обрабатывает эту ситуацию. Поэтому, вызывается стандартный обработчик Java.

Текст класса DemoExceptions следующий:

// класс реализующий метод,
// в котором может возникнуть исключительная ситуация
class DemoExceptions {

    // метод, в котором может возникнуть деление на 0
    double DivNumbers(int a, int b) {

        // при делении на 0 будет вызван стандартный обработчик Java
        double res;
        res = a/b;
        return res;
    }
}

Если в другом классе использовать метод DivNumbers() следующим образом

public class Train01 {

    public static void main(String[] args) {
        DemoExceptions d = new DemoExceptions(); // создать экземпляр класса
        double res;

        // вызвать метод DivNumbers()
        res = d.DivNumbers(2, 0); // 2/0 => деление на ноль
        System.out.println("res = " + res);
    }
}

то будет вызванный стандартный обработчик Java, который выведет следующее сообщение

Exception in thread "main" java.lang.ArithmeticException: / by zero
at DemoExceptions.DivNumbers(Train01.java:10)
at Train01.main(Train01.java:82)

В сообщении указывается тип класса ArithmeticException. Это подкласс производный от класса RunTimeException. Этот подкласс описывает арифметические ошибки «деление на 0», «взятие корня из отрицательного числа» и т.п..

 

8. Пример перехвата и обработки исключения с помощью оператора try…catch

В примере реализован класс DemoExceptions, в котором объявляется метод с именем DivNumbers2(). Метод DivNumbers2() делит входящий параметр a на входящий параметр b. В методе DivNumbers2() продемонстрирован перехват исключения деления на ноль с помощью блока try…catch.

Текст класса DemoExceptions следующий

// класс реализующий метод,
// в котором может возникнуть исключительная ситуация
class DemoExceptions {

    // метод, в котором обработано деление на 0,
    // блок try..catch
    double DivNumbers2(int a, int b) {
        double res=0; // переменная res обязательно должна быть инициализирована

        try {
            res = a/b; // если b=0, то генерируется исключение
        }
        catch (ArithmeticException e) {
            System.out.println("Деление на 0.");
        }

        return res;
    }
}

Теперь, при использовании метода DivNumbers2() в другом классе

public class Train01 {

    public static void main(String[] args) {
        DemoExceptions d = new DemoExceptions(); // создать экземпляр класса
        double res;

        // вызвать метод DivNumbers2()
        res = d.DivNumbers2(2, 0); // 2/0 => деление на ноль

        System.out.println("res = " + res);
    }
}

система выдаст следующий результат после запуска программы на выполнение

Деление на 0.
res = 0.0

Как видно из вышеприведенного кода, в методе DivNumbers2() будет вызван собственный обработчик, который реализован в операторе try…catch. В блок try помещается программный код, который нужно проверить

...
res = a/b;
...

Если возникает исключение (b=0), то управление сразу передается из блока try в блок catch. В блоке catch происходит обработка исключения с выводом соответствующего сообщения

...
catch (ArithmeticException e) {
    System.out.println("Деление на 0.");
}
...

Итак, если b=0:

  • генерируется исключение типа ArithmeticException;
  • происходит переход к обработке исключения (блок catch);
  • в блоке catch выводится соответствующее сообщение;
  • после блока catch выполнение программы не останавливается. В результате переменная res получает значение 0.

Можно изменить вывод собственного сообщения об исключении на стандартное сообщение. В этом случае нужно изменить текст в блоке catch на следующий

...
catch (ArithmeticException e) {
    System.out.println(e);
    //System.out.println("Деление на 0.");
}
...

После изменений, результат выполнения программы будет такой

java.lang.ArithmeticException: / by zero
res = 0.0

 

9. Пример перехвата и обработки исключения блоком try…catch…finally. Демонстрация работы блока операторов finally

В примере продолжено развитие двух предшествующих пунктов 7, 8. Пример демонстрирует назначение блока finally в операторе try…catch…finally.

Объявляется класс DemoExceptions. В классе продемонстрирован перехват исключительной ситуации деления на 0. Этот перехват реализован в методе DivNumbers3() класса. Для перехвата и обработки исключительной ситуации, метод DivNumbers3() использует оператор try…catch…finally.

Текст класса DemoExceptions следующий

// класс, который реализует метод,
// в котором может возникнуть исключительная ситуация
class DemoExceptions {

    // метод, в котором обработано деление на 0,
    // блок try..catch..finally
    double DivNumbers3(int a, int b) {
        double res; // не обязательно инициализировать, поскольку есть блок finally
        try {
            res = a/b;
        }
        catch (ArithmeticException e) {
            System.out.println("Деление на 0.");
        }
        finally {
            res = 0; // вызовется обязательно
        }
        return res;
    }
}

В методе DivNumbers3() объявляется переменная res, что есть результатом деления a на b. Поскольку оператор try…catch содержит блок finally, то строка

...
finally {
    res = 0; // вызовется обязательно
}
...

будет вызываться всегда. И перед оператором

...
return res;
...

переменная res будет всегда инициализирована. Поэтому компилятор Java не требует инициализации переменной в начале кода. Как известно, чтобы возвратить значение переменной оператором return, эта переменная должна быть обязательно инициализирована. Итак, блок finally вызывается всегда.

Использование метода DivNumbers3() в другом классе может быть следующим

public class Train01 {

    public static void main(String[] args) {
        DemoExceptions d = new DemoExceptions();
        double res;
        res = d.DivNumbers3(2, 0); // 2/0 => деление на ноль
        System.out.println("res = " + res);
    }
}

Результат выполнения программы

Деление на 0.
res = 0.0

 

10. Как реализовать вывод описания исключения? Пример

Если нужно вывести описание исключения e, то можно изменить вывод в обработчике catch следующим образом (см. пункт 8)

...
catch (ArithmeticException e) {
    // перехватить ошибку деления на 0
    System.out.println("Исключение: " + e);
}
...

В результате программа будет выводить следующий результат

Исключение: java.lang.ArithmeticException: / by zero

 



11. Пример перехвата нескольких исключительных ситуаций (несколько операторов catch)

Бывают случаи, когда в одном фрагменте кода может возникнуть несколько исключений. Для обработки нескольких исключительных ситуаций в блоке try…catch можно использовать несколько операторов catch. Каждый из операторов catch используется для перехвата отдельного типа исключения.

Реализация класса DivArrays следующая

// несколько операторов catch
// класс, который делит поэлементно массивы
class DivArrays {
    double[] A1;
    double[] A2;

    // конструктор класса
    DivArrays(int n1, double[] _A1, int n2, double[] _A2) {
        // создать массивы
        A1 = new double[n1];
        for (int i=0; i<n1; i++)
            A1[i] = _A1[i];

        A2 = new double[n2];
        for (int i=0; i<n2; i++)
            A2[i] = _A2[i];
    }

    // метод, который делит поэлементно массив A1 на массив A2
    // метод возвращает массив типа double
    double[] Division() {
        double[] A3;
        int n3;

        // установить наибольший из размеров
        if (A1.length > A2.length)
            n3 = A1.length;
        else
            n3 = A2.length;

        A3 = new double[n3];

        // цикл по i, в цикле обрабатывается исключительная ситуация
        for (int i=0; i<n3; i++) {
            try {
                // сгенерировать исключение, если деление на 0
                if (A2[i]==0.0)
                    throw new ArithmeticException();
                A3[i] = A1[i]/A2[i];
            }
            catch (ArithmeticException e) {
                // перехватить деление на 0
                A3[i] = 0; // просто установить в A3 значение 0
            }
            catch (ArrayIndexOutOfBoundsException e) {
                // перехватить выход индекса за границы массива
                // это случай, когда длины массивов отличаются
                A3[i] = -1;
            }
        }
        return A3;
    }
}

Использование класса в другом программном коде

public class Train03 {

    public static void main(String[] args) {
        double[] A1 = { 2.5, 2.0, 1.5, 0.5 };
        double[] A2 = { 1.0, 0.0, 2.0 };
        double[] A3;

        DivArrays dA = new DivArrays(4,A1,3,A2);

        A3 = dA.Division();

        // вывести массив d
        for (int i=0; i<A3.length; i++)
            System.out.println("A[" + i + "] = " + A3[i]);
    }
}

Результат выполнения программы

A[0] = 2.5
A[1] = 0.0
A[2] = 0.75
A[3] = -1.0

 


Связанные темы

  • Операторы throw, throws. Примеры
  • Классы Java для обработки исключительных ситуаций из пакета java.lang. Методы класса ThrowableПримеры
  • Класс Exception. Создание собственных классов исключений. Примеры

 


Понравилась статья? Поделить с друзьями:
  • Java вызов ошибки
  • Java выдает ошибку 1603
  • Java virtual machine launcher ошибка как исправить майнкрафт
  • Java ошибка 1606
  • Java не устанавливается ошибка 1603