Java - 例外処理

■ページ目次

エラーが発生したときの動作
エラーの種類
例外オブジェクト

java.lang.Throwableクラス
java.lang.Errorクラス（システムで発生したエラー）
java.lang.Exceptionクラス
java.lang.RuntimeExceptionクラス

独自の例外をスローする
例外をキャッチせずにスローする
複数のcatch文を使用する
finally文

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■エラーが発生したときの動作

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■例外

例外は、プログラムの実行時に発生する不具合(エラー)を意味します。せまい意味では、その不具合をあらわすオブジェクトです。 Javaでは、あらかじめこれらの不具合について、いくつかの種類が用意されています。また、その不具合（例外）が発生したの対処方法も、自分で決めることができます。
対処方法
- 何もしない
- 発生した関数を呼び出したメソッドに対処を依頼
- 発生した関数が自分で対処

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■何もしない

このときは、プログラムは例外が発生した時点で異常終了します。

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■発生した関数を呼び出したメソッドに対処を依頼

関数の宣言部分に、「throws Exception」を書くことで、自分の中で発生した例外の対処を、自分を呼び出した関数に依頼することができます。

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■発生したメソッドが自分で対処

try-catch ブロックを使って、例外が発生したら、それをキャッチ（捕捉）し、その中で自分で例外の対処を書く、というものです。

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■エラーの種類

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■例外オブジェクト

図　例外クラス

■実習

つぎの"Exception30.java"をコンパイル・実行してください。実行するとき、つぎのような条件をつけてください。

引数を指定しない
引数に文字を指定
引数に0を指定
引数に0以外の整数を指定


 public class Exception30 {
     public static void main(String[] args) {
         System.out.println("*** start ***");
         int a = Integer.parseInt(args[0]);
         System.out.println(100 / a);
         System.out.println("*** end ***");
     }
 }

□ 実行結果

$ java Exception30
*** start ***
Exception in thread "main" java.lang.ArrayIndexOutOfBoundsException: 0
        at Exception30.main(Exception30.java:4)

$ java Exception30 Hello
*** start ***
Exception in thread "main" java.lang.NumberFormatException: For input string: "Hello"
        at java.lang.NumberFormatException.forInputString(Unknown Source)
        at java.lang.Integer.parseInt(Unknown Source)
        at java.lang.Integer.parseInt(Unknown Source)
        at Exception30.main(Exception30.java:4)

$ java Exception30 0
*** start ***
Exception in thread "main" java.lang.ArithmeticException: / by zero
        at Exception30.main(Exception30.java:5)

$ java Exception30 20
*** start ***
5
*** end ***

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■独自の例外をスローする

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■例外をキャッチせずにスローする

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■複数のcatch文を使用する

try-catchで例外をキャッチします。
また、catch文を複数記述できます。このとき、catch文の記述順番は、例外クラスの継承の中でサブクラスを先に記述しなければなりません。

■例題

つぎの"Exception50.java"をコンパイル・実行してください。実行するとき、つぎのような条件をつけてください。

引数を指定しない
引数に0を指定
引数に文字を指定


 public class Exception50 {
     public static void main(String[] args) {
         System.out.println("*** start ***");
         int a = 0;
         try{
             a = Integer.parseInt(args[0]);
             System.out.println(100 / a);
         } catch (ArrayIndexOutOfBoundsException e) {
             System.out.print("*** 不正なインデックス *** ");
             System.out.println(e.getMessage());
         } catch (Exception e) {
             System.out.println("*** Exception ***");
             e.printStackTrace();
         }
         System.out.println("*** end ***");
     }
 }

□ 実行結果

$ java Exception50
*** start ***
*** 不正なインデックス *** 0
*** end ***

$ java Exception50 Hello
*** start ***
*** Exception ***
java.lang.NumberFormatException: For input string: "Hello"
        at java.lang.NumberFormatException.forInputString(Unknown Source)
        at java.lang.Integer.parseInt(Unknown Source)
        at java.lang.Integer.parseInt(Unknown Source)
        at Exception50.main(Exception50.java:6)
*** end ***

$ java Exception50 0
*** start ***
*** Exception ***
java.lang.ArithmeticException: / by zero
        at Exception50.main(Exception50.java:7)
*** end ***

$ java Exception50 20
*** start ***
5
*** end ***

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■finally 文

return文がtry-catchブロック中にあってもfainallyブロックは実行する。
System#exit()メソッドがtry-catchブロック中にあった場合は、fainallyブロックは実行しない。

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■商品管理システムに例外を導入

つぎの商品クラス"Product.java"では、商品定価にint型に変換不可能な文字列が指定された場合、スタック・トレースを表示して、定価には0を設定します。


 // 1211 = 1201
 // package product;
 // 商品クラスです。
 // ひとつの商品に対するフィールドやフィールドを操作するためのメソッドを
 // 提供しています。
 public class Product extends AbstractProduct {
     private int price;      // 商品定価
 
     // 商品クラスのコンストラクター。
     public Product(String code, String name, int price) {
         setCode(code);
         setName(name);
         setPrice(price);
     }
 
     // 商品クラスのコンストラクター。
     public Product(String code, String name, String price) {
         setCode(code);
         setName(name);
         setPrice(price);
     }
 
     // 商品定価に値を設定します。
     public void setPrice(int price) {
         if (price < 0) {
             this.price = 0;
             return;
         }
         this.price = price;
     }
 
     // 商品定価に値を設定します。
     public void setPrice(String price) {
         try {                                 
             setPrice(Integer.parseInt(price));
         } catch (NumberFormatException e) {    
             setPrice(0);                      
             e.printStackTrace();              
         } catch (Exception e) {                
             setPrice(0);                      
             e.printStackTrace();              
         }                                     
     }
 
     // 商品定価の値を取得します。
     public int getPrice() {
         return this.price;
     }
 }

つぎの"TestProduct.java"を作成し、実行してください。


 // 1211
 // package application;
 // import product.*;
 // 商品クラスをテストするクラスです。
 public class TestProduct {
     public static void main(String[] args) {
         Product p1 = new Product(args[0], args[1], args[2]);
         System.out.println("商品のインスタンスを生成しました。 p1 = " + p1);
         System.out.println("   code = " + p1.getCode());
         System.out.println("   name = " + p1.getName());
         System.out.println("  price = " + p1.getPrice());
     }
 }

□ 実行結果

$ java TestProduct A001 パソコン 188000
商品のインスタンスを生成しました。 p1 = product.Product@1b90b39
   code = A001
   name = パソコン
  price = 188000

$ java TestProduct A001 パソコン 188ooo
java.lang.NumberFormatException: For input string: "188ooo"
        at java.lang.NumberFormatException.forInputString(NumberFormatException.
java:48)
        at java.lang.Integer.parseInt(Integer.java:435)
        at java.lang.Integer.parseInt(Integer.java:476)
        at product.AbstractProduct.setPrice(AbstractProduct.java:42)
        at product.Product.(Product.java:23)
        at application.TestProduct.main(TestProduct.java:7)
商品のインスタンスを生成しました。 p1 = product.Product@18fe7c3
   code = A001
   name = パソコン
  price = 0

あわせて、"DiscountProduct.java"のsetDiscount(String)メソッドと、"SetProduct.java"のsetDiscount(String)メソッドにも、上記と同様に、try-catchをつけます。


 // 1211
 // package product;
 // 割引商品クラスです。
 // ひとつの商品に対するフィールドやフィールドを操作するためのメソッドを
 // 提供しています。
 public class DiscountProduct extends Product implements DiscountInterface {
     private int discount;      // 商品割引率
 
     // 割引商品クラスのコンストラクター。
     public DiscountProduct(String code, String name, int price) {
         this(code, name, price, 0);
     }
 
     // 割引商品クラスのコンストラクター。
     public DiscountProduct(String code, String name, String price) {
         this(code, name, price, "0");
     }
 
     // 割引商品クラスのコンストラクター。
     public DiscountProduct(String code, String name, int price, int discount) {
         super(code, name, price);
         setDiscount(discount);
     }
 
     // 割引商品クラスのコンストラクター。
     public DiscountProduct(String code, String name, String price, String discount) {
         super(code, name, price);
         setDiscount(discount);
     }
 
     // 商品割引率に値を設定します。
     public void setDiscount(int discount) {
         if (discount < 0 || discount > 100) {
             this.discount = 0;
             return;
         }
         this.discount = discount;
     }
 
     // 商品割引率に値を設定します。
     public void setDiscount(String discount) {
         try {                                       
             setDiscount(Integer.parseInt(discount));
         } catch (NumberFormatException e) {          
             setDiscount(0);                         
             e.printStackTrace();                    
         } catch (Exception e) {                      
             setDiscount(0);                         
             e.printStackTrace();                    
         }                                           
     }
 
     // 商品割引率の値を取得します。
     public int getDiscount() {
         return this.discount;
     }
 
     // 商品の売値の値を取得します。
     public int getPrice() {
         return (int)(super.getPrice() * (1 - discount / 100.0));
     }
 }


 // 1211
 // package product;
 // セット商品クラスです。
 // ひとつまたは複数の商品を集めて、割引したものをセット商品として扱います。
 // セット商品に対するフィールドやフィールドを操作するためのメソッドを
 // 提供しています。
 public class SetProduct extends AbstractProduct implements DiscountInterface {
     private int discount;                  // セット商品割引率
     private AbstractProduct[] products;    // セット商品リスト
 
     // セット商品クラスのコンストラクター。
     public SetProduct(String code, String name, int discount, AbstractProduct[] products) {
         setCode(code);
         setName(name);
         setDiscount(discount);
         setProducts(products);
     }
 
     // 商品の売値の値を取得します。
     public int getPrice() {
         int price = 0;
         for (int i = 0; i < products.length; i++) {
             price += products[i].getPrice();
         }
         return (int)(price * (1 - discount / 100.0));
     }
 
     // 商品割引率に値を設定します。
     public void setDiscount(int discount) {
         if (discount < 10 || discount > 100) {
             this.discount = 0;
             return;
         }
         this.discount = discount;
     }
 
     // 商品割引率に値を設定します。
     public void setDiscount(String discount) {
         try {                                       
             setDiscount(Integer.parseInt(discount));
         } catch (NumberFormatException e) {          
             setDiscount(0);                         
             e.printStackTrace();                    
         } catch (Exception e) {                      
             setDiscount(0);                         
             e.printStackTrace();                    
         }                                           
     }                                               
 
     // 商品割引率の値を取得します。
     public int getDiscount() {
         return discount;
     }
 
     // 商品割引率に値を設定します。
     public void setProducts(AbstractProduct[] products) {
         this.products = products;
     }
 }

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■(参考) 例外とメソッドのオーバーライド

つぎのような例外クラスの継承関係がある場合、(1) の doMethod() メソッドをオーバーライドするのは、(2) ~ (5) の形式でなければなりません。

 Exception <- E <- F

 (1) void doMethod() throws E { ... }

 (2) void doMethod() throws E { ... }                // E 自身
 (3) void doMethod() throws F { ... }                // E のサブクラス
 (4) void doMethod() { ... }                         // 例外をスローしない
 (5) void doMethod() throws RuntimeException { ... } // 非検査例外を指定

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