Programmation Orientée Objet. Exceptions et assertions

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1 Programmation Orientée Objet Exceptions et assertions Julien Provillard

2 Robustesse et Exceptions Error, RuntimeException Exceptions (non) contrôlées try catch, finally, ressources Correction et Assertions Mot clé assert Objectifs 2

3 Correction Fiabilité d un programme Donne un résultat correct lorsqu il fonctionne en mode "normal" Les assertions permettent de vérifier qu on est dans un mode "normal" Robustesse Fonctionne même lorsque l environnement ne respecte pas le contrat (données erronées, état inconsistant) Les exceptions permettent de gérer des anomalies lors de l exécution et de rétablir un environnement stable ou de sortir proprement du programme. 3

4 EXCEPTIONS Représentent des évènements anormaux du système 4

5 Les exceptions sont des objets La classe Exception représente des évènements anormaux (qui ne doivent pas se produire lors d une exécution normale). Il faut décrire le fonctionnement normal du programme dans un bloc try Prévoir (éventuellement) des situations anormales dans un/des bloc(s) catch Réagir à ces situations anormales pour pallier aux erreurs éventuelles (normalement exceptionnelles/rares) de l environnement On peut lever/lancer les exceptions (instances) throw uneexception; Permet de séparer la détection d une anomalie de son traitement Provoque une rupture du flot d exécution 5

6 NumberFormatException: try/catch On peut attraper les exceptions pour détecter une erreur class Somme { static public void main(string[] args) { int somme = 0; for(string arg : args) { try { somme += Integer.parseInt(arg); catch (NumberFormatException e) { try: Fonctionnement normal System.err.println(arg + " n est pas un nombre!"); System.out.println("Somme = " + somme); catch: Fonctionnement exceptionnel en cas d erreur Test : java Somme 12 pasunnombre 14 pasunnombre n est pas un nombre! Somme = 26 6

7 try { // fonctionnement normal catch (XXXException e) { // cas si XXXException se produit catch (YYYException e) { // cas si YYYException se produit Programmation orientée objet Synopsis: try catch Attention: On ne peut pas attraper une exception qui ne peut pas être lancée! (erreur de compilation) XXXException peut être une sous-classe de YYYException YYYException ne peut pas être une sous-classe de XXXException Les exceptions levées en dehors de try (avant, dans le catch, après) ne sont pas attrapées 7

8 Une méthode peut décider Traitement des exceptions D attraper les exceptions lancées et les traiter De propager les exceptions Il faut le déclarer dans la signature de la méthode selon la nature Ex: FileReader(String pathname) throws FileNotFoundException D attraper et les relancer ou d en lancer d autres (à déclarer) Propagation C est la méthode appelante qui la récupère La méthode main peut aussi propager des exceptions 8

9 Dans un bloc try Traitement des exceptions Le code entre l instruction qui a levée l exception et la fin du bloc try n est pas exécuté Le premier bloc catch compatible est exécuté L exécution se poursuit normalement après le dernier bloc catch! 9

10 Traitement des exceptions Pas d exception levée : Si aucune exception n est levée dans le bloc try Alors les blocs catch sont ignorés L exécution se poursuit normalement après le dernier bloc catch 10

11 Exception pas attrapée Traitement des exceptions Certaines exceptions ne sont pas obligatoirement attrapées (RuntimeException) Le message porté par l exception est affiché Le Thread dans lequel l exception a été lancée meurt Les autres continuent leur exécution Dans la méthode main La méthode main peut aussi propager les exceptions! 11

12 java.lang.throwable Toutes les exceptions sont de type Throwable Throwable Error Exception RuntimeException XXXException YYYException 12

13 java.lang.throwable Toutes les exceptions sont de type Throwable Erreurs graves JVM Throwable Error Exception RuntimeException XXXException YYYException 13

14 Réservées aux erreurs de la JVM OutOfMemoryError NoSuchMethodError Recommandations Error Ne devraient pas arriver Très rare qu on les attrape Ne devraient pas être lancées par les utilisateurs Pas de raison de faire des classes filles 14

15 java.lang.throwable Toutes les exceptions sont de type Throwable Throwable Error Exception Exceptions noncontrôlées par le compilateur try/catch optionnel RuntimeException XXXException YYYException 15

16 Usage RuntimeException A priori si l on pense que le problème ne pourra pas être résolu (dans un catch) Pour ne pas forcer à alourdir le code Quelques RuntimeException NullPointerException ArrayIndexOutOfBoundsException NumberFormatException ClassCastException 16

17 java.lang.throwable Toutes les exceptions sont de type Throwable Throwable Exceptions contrôlées => try/catch obligatoire Error Exception RuntimeException XXXException YYYException 17

18 Définition Doivent être Soit attrapées (try/catch) Soit propagées (throws dans la signature) Contaminant vers la méthode appelante Exceptions contrôlées Attention Peut avoir un throws sans lancer l exception Peut propager plusieurs exceptions dans un throws Ne peut pas avoir un catch si l exception ne peut pas être lancée Quelques exceptions contrôlées ClassNotFoundException IOException (toutes celles de java.io) EOFException FileNotFoundException InterruptedException 18

19 Lancer une exception L utilisateur peut lancer des exceptions Soit en utilisant les classes prédéfinies Soit en définissant de nouvelles classes qui héritent de RuntimeException ou de Exception Peut avoir à instancier un nouvel objet Exemple: class Validate { public static void notnull(object obj) { if (obj == null) throw new NullPointerException("The object must not be null"); 19

20 Exemple: CompteBancaire Le crédit d un montant négatif n est pas prévu class CompteBancaire { int solde = 0; void crediter(int somme) { if (somme < 0) throw new IllegalArgumentException("somme négative illégale!"); solde += somme; Note: IllegalArgumentException est une RuntimeException 20

21 Définir ses propres exceptions Exception non-contrôlée class DecouvertException extends RuntimeException { CompteBancaire compte; DecouvertException(CompteBancaire c) { super("découvert non autorisé sur " + c); this.compte = c; Usage class CompteBancaire { int solde = 0; void debiter(int somme) { if (somme > solde) throw new DécouvertException(this); solde -= somme; 21

22 Exceptions et redéfinition Quand on redéfinit une méthode, on ne peut pas déclarer plus d exceptions contrôlées que la méthode redéfinie Il faut renvoyer : les mêmes exceptions Ou des sous-classes de ces exceptions Ou moins d exceptions (éventuellement aucune) 22

23 Exceptions dans les constructeurs Si une exception est levée dans un constructeur Et qu elle n est pas attrapée par le constructeur Alors aucune instance n est créée 23

24 Définir ses propres exceptions Exception contrôlée class DecouvertException extends Exception { CompteBancaire compte; DecouvertException(CompteBancaire c) { super("découvert non autorisé sur " + c); this.compte = c; Usage class CompteBancaire { int solde = 0; void debiter(int somme) throws DecouvertException { if (somme > solde) throw new DecouvertException(this); solde -= somme; 24

25 Exceptions vs tests Exemple : Tentative d ouverture d un fichier public static FileReader openfile(string path) { try { return new FileReader(path); catch (FileNotFoundException ex) { return null; // cas réellement exceptionnel? On gère une exception que l on aurait pu prévoir. Le chemin existe-t-il? Désigne-t-il un fichier? Celui-ci est-il accessible? Attraper une exception a un coût élevé, il ne faut pas se baser sur les exceptions pour gérer des cas prévisibles. 25

26 Exceptions vs tests Exemple : Tentative d ouverture d un fichier public static FileReader openfile(string path) { File file = new File(path); FileReader reader = null; if (file.exists() && file.isfile() && file.canread()) { try { reader = new FileReader(file); catch (FileNotFoundException ex) { // Vraiment un cas exceptionnel! return reader; 26

27 LES ASSERTIONS Pré et post-conditions 27

28 Depuis le JDK 1.4 Mot clé assert assert boolean_expression; assert boolean_expression : "message d erreur"; Permet de s assurer qu une propriété est vraie Si l expression booléenne est vraie, rien ne se passe Sinon, une AssertionError est lancée Usage Pré-condition: au début d une méthode Post-condition: à la fin d une méthode Invariant: au milieu d un code compliqué (boucle) 28

29 Exemple: CompteBancaire Le crédit d un montant négatif n est pas prévu class CompteBancaire { int solde = 0; void crediter(int somme) { assert somme >= 0 : "somme négative illégale :" + somme; solde += somme; Note: En général, ce sera garanti par l environnement d appel (interface graphique, application principale, ) 29

30 Activation Lors de l exécution Activation Si on n active pas (comportement pas défaut), alors le code est ignoré Si on active, cela peut produire des exceptions Test vs. Production Pendant les tests, les assertions sont activées En production, les assertions sont normalement désactivées 30

31 Pour activer les assertions java ea Activation Pour activer pour un paquetage ou une classe java ea:<nom-paquetage>... java ea:<nom-classe> Pour désactiver pour un paquetage ou une classe java ea da:<nom-paquetage>... java ea da:<nom-classe> 31

32 Assertions ou exceptions? Les exceptions doivent être utilisées Pour vérifier la correction des paramètres des méthodes publiques Lorsqu une situation exceptionnelle se produit Pour gérer ces situations exceptionnelles Les assertions doivent être utilisées Pour les pré et post-conditions et les invariants de boucles des méthodes privées (sauf si une exception doit être remontée à la méthode appelante) Pour vérifier qu une propriété attendue est vraie De manière générale, les exceptions assurent la robustesse du code tandis que les assertions vérifient sa correction (une AssertionError devrait indiquer une erreur de programmation) 32

33 Assertions ou exceptions? Exception contrôlée class DecouvertException extends Exception { CompteBancaire compte; DecouvertException(CompteBancaire c) { super("découvert non autorisé sur " + c); this.compte = c; Usage class CompteBancaire { int solde = 0; void debiter(int somme) throws DecouvertException { assert somme >= 0 : "somme négative illégale :" + somme; if (somme > solde) throw new DécouvertException(this); solde -= somme; Assertion : l environnement d appel est sensé vérifier que toutes les sommes manipulées sont positives Exception : l appel de méthode est valide mais entraîne une situation exceptionnelle 33

34 COMPLÉMENTS SUR LES EXCEPTIONS 34

35 try { // fonctionnement normal catch (XXXException e) { // cas si XXXException se produit catch (YYYException e) { // cas si YYYException se produit Que faire si les deux blocs sont identiques pour éviter la duplication du code? Multi-catch (JDK 7.0) Solution n 1 : Attraper un ancêtre commun de XXXException et YYYException try { // fonctionnement normal catch (Exception e) { /* cas si XXXException ou * YYYException se produit */ Mauvaise pratique, on attrape désormais toutes les exceptions! 35

36 try { // fonctionnement normal catch (XXXException e) { // cas si XXXException se produit catch (YYYException e) { // cas si YYYException se produit Que faire si les deux blocs sont identiques pour éviter la duplication du code? Multi-catch (JDK 7.0) Solution n 2 : Factoriser dans une méthode try { // fonctionnement normal catch (XXXException e) { somemethod(...); catch (YYYException e) { somemethod(...); Fastidieux, il peut être nécessaire de passer beaucoup d informations à la méthode. 36

37 Multi-catch (JDK 7.0) try { // fonctionnement normal catch (XXXException YYYException e) { // cas si XXXException ou YYYException se produit Attention: e est final XXXException : pas un sous-type de YYYException YYYException : pas un sous-type de XXXException 37

38 Propager les exceptions Il ne faut pas attraper les exceptions trop vite Choisir le niveau le mieux adapté pour retrouver un état «normal» On attrape que si l on est sûr de ne pas avoir un état dégradé après Il est possible d attraper une exception pour rétablir partiellement l état du système avant de la relancer au niveau supérieure. Au plus près de la cause de l exception Les blocs try et catch sont des blocs d instructions Les variables déclarées dans ces blocs meurent à la fin du bloc try et catch sont deux blocs séparés! Le bloc catch ne connaît pas les variables déclarées dans le bloc try 38

39 Throwable.printStackTrace() La méthode printstacktrace Affiche l état de la pile au moment de l exception C est-à-dire la liste des méthodes qui ont conduit à l exception (avec le numéro de ligne) Voir aussi Throwable.printStackTrace(PrintWriter) java.io.filenotfoundexception:..\reference.txt.cs (Le fichier spécifié est introuvable) at java.io.fileinputstream.open(native Method) at java.io.fileinputstream.<init>(unknown Source) at java.util.scanner.<init>(unknown Source) at fr.unice.cesar.barchart.init(barchart.java:36) at sun.applet.appletpanel.run(unknown Source) at java.lang.thread.run(unknown Source) printstacktrace peut exposer des informations sensibles! 39

40 Synopsis: try[-catch]-finally try { // fonctionnement normal catch (XXXException e) { // cas si XXXException se produit finally { // le mot de la fin (dans tous les cas) Bloc finally: Exécuté dans tous les cas qu il y ait eu ou non une exception Même s il y avait un return dans le try et/ou catch finally est exécuté Après le try, après le catch Avant de passer la main à la méthode appelante 40

41 finally vs. try/catch finally est prioritaire sur ce qui se passe dans try et catch Si une exception est levée dans finally alors le return du try et du catch ne se produisent pas Si finally contient un return alors les exceptions propagées dans le try ou catch ne sont pas lancées Si finally ne fait ni return ni throw alors l exception ou la valeur renvoyée dans le try/catch sont prises en compte! Convention: Il faut éviter cette situation 41

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