2004
-0228 ver 1.00 公開版

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　第３期　第１号(通巻４６号)　2004/02/27

　e玉(例外)を受けそこなうと，クラッシュ

┗━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━┛

　プログラムを作成する上での注意事項：
　WindowsXP, SDK(JDK) 1.4.2，IE 6.0 を前提としています。
　「ファイルの拡張子を表示する」に設定してください。

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☆お奨めメールマガジン

　Jマガで，Javaを学習するときに，MS-DOSの知識があると便利です。また，
マイクロソフトのWindos系のOSは，MS-DOSがベースとなっているため，トラブル
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▼Ｊマガ復活

　みなさん，長らくお待たせしました。
　Ｊマガを復活します。第２期は，予告のみで，できませんでした。申し訳あり
ません。
　第３期は，第２期の失敗をかてに，どんどん出していきたいと思います。
　発行が調子にのるまで，あまり次号予告をせずに，出していきます。

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▼平成１５年秋問題に，驚きの「例外」出題

　基本情報処理技術者試験では，Javaの「例外」は出題されないと予想していま
したが，なんと，問８，問１２とも出題されてしまいました。

　問題自体は，「例外」に対する知識がそれほど無くても解ける問題でしたが，
はじめみた人にはかなり焦ったか思います。

　今回は，その「例外」について解説します。

------------------------------------------------------------------------
▼その前に，jv.bat の設定

　Java の SDK の 1.4.2 は，DOS プロンプト画面から，java クラス名 だけで，
実行できないようです。

以下のバッチファイルを利用して下さい。

jv.bat
http://www.yscon.co.jp/j/java/jmaga/jsmp/j46/xEdama00.java

jv.bat 内容は

java -classpath . %1 %2 %3

の１行のみです。

実行するときは

jv クラス名

------------------------------------------------------------------------
▼プログラムを止めるのは，簡単，０で割ればよい

　まずは，サンプルを見て下さい。

例 j46-01 xEdama00.java
ソース　http://www.yscon.co.jp/j/java/jmaga/jsmp/j46/xEdama00.java

  1: /*
  2:  例外発生サンプル ０で割る
  3: */
  4: public class xEdama00 {
  5:     public static void main(String[] xargs){
  6:         for(int i=-3; i<= 3; i++){
  7:             System.out.println(100/i);
  8:         }
  9:     }
 10: }

これを コンパイル後，jv.bat で実行すると

J:\j46>jv xEdama00

J:\j46>java -classpath . xEdama00
-33
-50
-100
Exception in thread "main" java.lang.ArithmeticException: / by zero
        at xEdama00.main(xEdama00.java:7)

となり，途中で停止します。

このプログラムは，100 / i で，i を，-3 から 3 まで，変えながら，順に計算
しようとしますが，100/ 0 を計算しようとしたところで，エラーとなり，停止し
ます。

------------------------------------------------------------------------
▼ Exception の日本語は？　例外

　上のプログラムの動作が中止したときに表示されたメッセージを再度みてみま
しょう。

Exception in thread "main" java.lang.ArithmeticException: / by zero
        at xEdama00.main(xEdama00.java:7)

　exception は，「例外」と訳されます。このメッセージは，０で割った(/ by zero)
という，ArithmeticExcetion(算術例外) のエラーであったといことを教えてくれ
ます。

　Java では，プログラム上のこのようなエラーを，exception(例外)といいます。

------------------------------------------------------------------------
▼ トラブルを処理したら実行を継続可能

　０で割るという，この例外事項をうまく処理したら実行が継続します。次の例
を見て下さい。

例 j46-02 xEdama01.java
ソース　http://www.yscon.co.jp/j/java/jmaga/jsmp/j46/xEdama01.java

  1: /*
  2:  例外発生サンプル 例外事項対応処理
  3: */
  4: public class xEdama01 {
  5:     public static void main(String[] xargs){
  6:         for(int i=-3; i<= 3; i++){
  7:             try{
  8:                 System.out.println(100/i);
  9:             }
 10:             catch(ArithmeticException xedama){
 11:                 System.out.println("発生したエラー：" + xedama);
 12:                 System.out.println("そのときの i は，" + i);
 13:             }
 14:         }
 15:     }
 16: }


　エラーが発生しそうなところを，try{ } でくくり，発生したエラーの処理
を，catch( ){ } の中に書きます。try{ } catch( ){ } で，try-catch文といい
ます。try { … } は，tryブロック(try節)，catch { … }を，
catchブロック(catch節)といいます。

　これを実行すると

J:\j46>jv xEdama01

J:\j46>java -classpath . xEdama01
-33
-50
-100
発生したエラー：java.lang.ArithmeticException: / by zero
そのときの i は，0
100
50
33

なんとか最後まで実行しました。
さきほど，エラーが発生した箇所，100/0 のところで，xedama と「そのときの i
は，0」と表示しました。

------------------------------------------------------------------------
▼ 投げられた「例外」は，ガラスの e玉

　xEdama01 は，try{ } でプログラムの例外事項(エラー)を監視して，そこで，
例外事項が発生した場合，その例外事項をcatch して，処理をします。

　Java では「例外事項」は，インスタンスして表します。上の例では，ゼロで割
るというというエラー情報を，インスタンスにつめて，投げだします。それを，
catch で受取ります。

　例外事項が発生したら「例外」を投げだし，それを，catch する

　というのがJava風の言い方です。しかし，これだと，「例外を投げる」という
変な日本語になります。Jマガでは，例外事項(エラー)が発生したら，e玉が投げ
出されと，いうことにします。e玉は，ガラスで出来たカプセル玉をイメージして
下さい。e玉の中には，エラー情報が入ります。e玉は，xEdama00, xEdama01 を
例にすると，ArithmeticExceptionクラスのインスタンスです。

　tryで監視していなければ，エラーが発生し，投げ出されて，だれも受け取って
くれずに，e玉は，割れて，プログラムが終了します。これが，xEdama00 でした。
　xEdama01 では，tryで監視して，投げ出されたe玉を catch し，エラー処理を
して，続行しました。エラー処理といっても，xEdama01 でしたことは，エラー
内容，xedama を表示しただけです。

------------------------------------------------------------------------
▼ e玉(例外)の種類

　e玉は，Throwable クラスとそれを継承した子クラスのインスタンスです。

Throwable クラス群の親子系統図

Object
|
+- Throwable -+- Exception -+- いっぱいある A群
              |             |
              |             +- RuntimeException -- ArithmeticException等
              |                                  　いっぱいある B群
              |
              |
　　　　　　　+- Error - いっぱいある C群

　xEdama00, xEdama01 の e玉は，B 群に属する ArithmeticExcetiopn クラスの
インスタンスでした。

------------------------------------------------------------------------
▼ コンパイラが検査してくれる「チェック例外」 Ａ群の e玉

　上のＡ群のe玉は，登場する可能性があるときは，コンパイル段階でチェック
され，そのe玉の try-catch を書かないと，コンパイルが出来ません。そのため
ここに属する e玉は，「チェック例外」と呼ばれます。コンパイラーにチェック
される例外という意味です。
　ここには，画像ファイルを扱うときに，それが無かったとか，文字変換が失敗
したなど，プログラムのエラーというより，外部の状況次第のエラーがここに入
ります。ファイルを扱うメソッドにおいて，それが無かった場合の対応をきちん
と書く必要があるということで，コンパイラーにチェックされます。

　Ｂ群，Ｃ群に属する e玉は，コンパイルのときに，try-catchがあるかどうかは
チェックされません。そのため「非チェック例外」と呼ばれます。
　Ｂ群には，先に登場した，ゼロでのわり算のエラー，配列の要素を超えて，配列
を使おうとしたときのエラーなどが入ります。こちらは，必ず，try-catchをする
とすると，すべてのわり算にそれが必要になり，実用的ではないということで，
コンパイラーによってチェックされません。
　xEdama00, xEdama01 の e玉は，Ｂ群のクラスのインスタンスでした。ですから
xEdama00 のように，try 文がなくてもコンパイルができます。

　Ｃ群は，通常のプログラム内で発生するエラーではなく，OSとJVMの間で発生
するエラーなどです。メモリー不足などが属します。こちらも，Java のプログラム
内でそれを処理するプログラムを書くことがありませんので，なくても，コンパ
イルが通ります。

　Java のプログラムで通常扱うのは，Ａ群，Ｂ群に属するエラー事項です。

------------------------------------------------------------------------
▼ Ａ群に属する例外事項「チェック例外」

　では，Ａ群に属する e玉をみてみましょう。

　次のサンプルは，テキストファイルを一行ずつ読んで，表示するプログラムで
す。

例 j46-03 xEdama02.java
ソース　http://www.yscon.co.jp/j/java/jmaga/jsmp/j46/xEdama02.java

  1: /*
  2:  例外発生サンプル IOException例
  3: */
  4: import java.io.*;
  5:
  6: public class xEdama02 {
  7:
  8:     public static void main(String[] xargs) {
  9:
 10:         String xbuf ="";
 11:
 12:         FileReader     xfr = new FileReader("abc.txt");
 13:         BufferedReader xbr = new BufferedReader(xfr);
 14:
 15:         while((xbuf=xbr.readLine()) != null){
 16:             System.out.println(xbuf);
 17:         }
 18:
 19:         xfr.close();
 20:         xbr.close();
 21:
 22:    }
 23: }

　このプログラムは，abc.txt ファイルを読み込んで表示しますので，もし，
abc.txt ファイルがないとき，当然エラーになります。

　このプログラムをコンパイルすると

J:\j46>javac xEdama02.java
xEdama02.java:12: 例外 java.io.FileNotFoundException は報告されません。
スローするにはキャッチまたは、スロー宣言をしなければなりません。
        FileReader     xfr = new FileReader("abc.txt");
                             ^
xEdama02.java:15: 例外 java.io.IOException は報告されません。スローする
にはキャッチまたは、スロー宣言をしなければなりません。
        while((xbuf=xbr.readLine()) != null){
                                ^
xEdama02.java:19: 例外 java.io.IOException は報告されません。スローする
にはキャッチまたは、スロー宣言をしなければなりません。
        xfr.close();
                 ^
xEdama02.java:20: 例外 java.io.IOException は報告されません。スローする
にはキャッチまたは、スロー宣言をしなければなりません。
        xbr.close();
                 ^
エラー 4 個

とコンパイルエラーがでます。

　FileNotFoundException，IOException の例外事項が発生する可能性があるの
で，その例外(e玉)を try-catch するプログラムを書かないと，コンパイラーが
許さないとと言っています。
　xEdama00.java では，このようなコンパイルエラーがでませんでした。今回
は，このように，コンパイラーがチェックしますので，この種の例外事項を
「チェック例外」といいます。

　FileNotFoundException は，IOException の子クラスですので，IOException の
e玉を受け取れば，FileNotFoundException の e玉も受け取ることができます。
これは，子クラスのインスタンスは，親クラスのインスタンスとしても扱えると
く原則によります。

　では，次のサンプルプログラムでは，IOException の e玉を監視して，飛び出
したら，受け取るプログラムに変更します。

例 j46-04 xEdama03.java
ソース　http://www.yscon.co.jp/j/java/jmaga/jsmp/j46/xEdama03.java

  1: /*
  2:  例外発生サンプル IOExceptionを受取る例
  3: */
  4: import java.io.*;
  5:
  6: public class xEdama03 {
  7:
  8:     public static void main(String[] xargs) {
  9:
 10:         String xbuf = "";
 11:
 12:         try{
 13:             FileReader     xfr = new FileReader("abc.txt");
 14:             BufferedReader xbr = new BufferedReader(xfr);
 15:
 16:             while((xbuf=xbr.readLine()) != null){
 17:                 System.out.println(xbuf);
 18:             }
 19:
 20:             xfr.close();
 21:             xbr.close();
 22:         }
 23:         catch(IOException edama){
 24:             System.out.println(edama);
 25:         }
 26:     }
 27: }

　これを実行すると，abc.txt があれば，その中身が表示されます。
もし，abc.txt がない場合

J:\j46>jv xEdama03

J:\j46>java -classpath . xEdama03
java.io.FileNotFoundException: abc.txt (指定されたファイルが見つかりません。)

　とエラーメッセージが表示されます。

------------------------------------------------------------------------
▼ throw文 e玉を自分で投げる

　e玉を自分で投げることもできます。その場合，うまく，catch をしないとプロ
グラムは停止します。

　投げる e玉は，好きな 例外クラスのインスタンスを投げられます。コンパイ
ラがチェックする，チェック例外を投げると，その catch があるかどうか，コン
パイラがチェックしてくれます。非チェック例外の e玉をを投げると，コンパイ
ラは，チェックせず，実行時に，そのe玉が投げれて，そのとき，catch されない
とプログラムは止まります。

次の xEdama04.java は，コンパイルはできますが，実行中に止まります。

  1: /*
  2:  例外発生サンプル　自分で，throw　非チェック例外
  3: */
  4: public class xEdama04 {
  5:     public static void main(String[] xargs){
  6:         for(int i=-3; i<= 3; i++){
  7:             if(i!=0){
  8:                 System.out.println(100/i);
  9:             }else{
 10:                 throw new ArithmeticException("０で割るのは禁止");
 11:             }
 12:         }
 13:     }
 14: }

次の xEdama05.java は，コンパイルはできません。try-catch文が必要です。

  1: /*
  2:  例外発生サンプル　自分で，throw　チェック例外
  3: */
  4: public class xEdama05 {
  5:     public static void main(String[] xargs){
  6:         for(int i=-3; i<= 3; i++){
  7:             if(i!=0){
  8:                 System.out.println(100/i);
  9:             }else{
 10:                 throw new Exception("０で割るのは禁止");
 11:             }
 12:         }
 13:     }
 14: }

　基本情報技術者試験平成１５年秋午後問８，１２は，この throw 文が登場しま
した。非チェック例外のe玉が登場しています。

参考

　基本情報技術者試験平成１５年秋午後問８
　http://www.rs.kagu.sut.ac.jp/~infoserv/j-siken/H15b2/pm08.html
　基本情報技術者試験平成１５年秋午後問１２
　http://www.rs.kagu.sut.ac.jp/~infoserv/j-siken/H15b2/pm12.html
　問８は，宿題メール会員限定ページで解説予定です。

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▼ throws宣言　呼び出された側に投げる

　例外事項が発生した場合，メソッド内でcatchをせずに，呼び出したメソッド
に任せることができます。その場合，メソッド宣言のところで，throws宣言を
をします。

  1: /*
  2:  例外発生サンプル　throws宣言例
  3: */
  4: public class xEdama06 {
  5:     public static void main(String[] xargs){
  6:         for(int i=-3; i<= 3; i++){
  7:             try {
  8:                 System.out.println(xwari(100,i));
  9:             }
 10:             catch(Exception xedama){
 11:                 System.out.println(xedama);
 12:             }
 13:         }
 14:     }
 15:
 16:     static int xwari(int x, int y) throws Exception {
 17:         if(y != 0){
 18:             return x/y;
 19:         }else{
 20:             throw new Exception("０で割るのは禁止");
 21:         }
 22:     }
 23: }

　8 行目で呼び出される xwari()は，Exception の e玉を投げる可能性がありま
すので，7 行目で，tryしています。

　xwariメソッドを宣言しているところ，16行目に，throws 宣言があります。
20行目には throw 文があります。

　この throws 宣言を利用することで，メソッドは，自分を呼び出した側に，
自分の使い方で，こうするとエラーだよと教えることができます。

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