الاستثناءات المخصصة

جزء من قسم Object Oriented Programming في رحلة Java على Coddy — الدرس 60 من 87.

تغطي استثناءات Java المضمنة العديد من سيناريوهات الأخطاء الشائعة، ولكنك قد تحتاج أحياناً إلى استثناءات خاصة بمجال تطبيقك. تتيح لك الاستثناءات المخصصة (Custom exceptions) إنشاء أنواع أخطاء ذات معنى توضح بوضوح ما الذي حدث بشكل خاطئ.

لإنشاء استثناء مخصص، ما عليك سوى توسيع فئة استثناء موجودة. بالنسبة للاستثناء الذي يتم التحقق منه (checked exception)، قم بتوسيع Exception:

public class InsufficientFundsException extends Exception {
    public InsufficientFundsException(String message) {
        super(message);
    }
}

بالنسبة للاستثناء غير المفحوص (unchecked exception)، قم بتوسيع RuntimeException:

public class InvalidAgeException extends RuntimeException {
    public InvalidAgeException(String message) {
        super(message);
    }
}

يقوم استدعاء super(message) بتمرير رسالة الخطأ إلى الفئة الأب، مما يجعلها متاحة من خلال getMessage(). يمكنك بعد ذلك رمي والتقاط استثنائك المخصص مثل أي استثناء آخر:

public void withdraw(double amount) throws InsufficientFundsException {
    if (amount > balance) {
        throw new InsufficientFundsException("Balance too low: " + balance);
    }
    balance -= amount;
}

// طريقة الاستخدام
try {
    account.withdraw(1000);
} catch (InsufficientFundsException e) {
    System.out.println(e.getMessage());
}

تجعل الاستثناءات المخصصة كودك أكثر قابلية للقراءة وتسمح للمستدعين بالتعامل مع حالات خطأ محددة بشكل مختلف. وهي ذات قيمة خاصة عند بناء واجهات برمجة التطبيقات (APIs) أو المكتبات حيث يهم التواصل الواضح بشأن الأخطاء.

التحدي

سهل

لنقم ببناء نظام لحجز التذاكر يستخدم استثناءات مخصصة (custom exceptions) للتعامل مع سيناريوهات الخطأ المختلفة! ستقوم بإنشاء أنواع استثناءات ذات مغزى توضح بوضوح ما الخطأ الذي حدث عند حجز التذاكر.

ستقوم بتنظيم الكود الخاص بك عبر أربعة ملفات:

TicketSoldOutException.java: قم بإنشاء استثناء مخصص من النوع checked (يرث من Exception) للحالات التي لا تتوفر فيها تذاكر. يجب أن يقبل الاستثناء الخاص بك رسالة في منشئه (constructor) ويمررها إلى الفئة الأب باستخدام super(message).
InvalidSeatException.java: قم بإنشاء استثناء مخصص من النوع unchecked (يرث من RuntimeException) للحالات التي يحاول فيها شخص ما حجز رقم مقعد غير صالح. يجب أن يقبل هذا الاستثناء أيضاً رسالة ويمررها إلى الفئة الأب.
TicketBooth.java: قم بإنشاء فئة تدير مبيعات التذاكر. يجب أن يتتبع كشك التذاكر (booth) الخاص بك العدد الإجمالي للمقاعد المتاحة وأعلى رقم مقعد صالح. قم بتضمين:
منشئ (constructor) يأخذ العدد الإجمالي للمقاعد المتاحة.

طريقة bookTicket(int seatNumber) للتحقق من صحة الحجز. إذا لم تتبق تذاكر (المقاعد المتاحة 0 أو أقل)، قم برمي TicketSoldOutException مع الرسالة "No tickets remaining". إذا كان رقم المقعد أقل من 1 أو أكبر من إجمالي المقاعد، قم برمي InvalidSeatException مع الرسالة "Seat [seatNumber] does not exist". خلاف ذلك، قم بإنقاص المقاعد المتاحة بمقدار 1 واطبع Booked seat [seatNumber] successfully.

طريقة getAvailableSeats() التي تعيد العدد الحالي للمقاعد المتاحة.
Main.java: اجمع نظام التذاكر الخاص بك معاً! ستتلقى مدخلين: العدد الإجمالي للمقاعد ورقم المقعد المراد حجزه.
قم بإنشاء TicketBooth بإجمالي المقاعد المعطى. ثم حاول حجز رقم المقعد المحدد داخل كتلة try-catch. نظراً لأن TicketSoldOutException هو استثناء من النوع checked، يجب عليك التعامل معه. قم بالتقاط TicketSoldOutException أولاً واطبع Booking failed: [exception message]. ثم التقط InvalidSeatException واطبع نفس التنسيق: Booking failed: [exception message].

بعد كتلة try-catch، اطبع Remaining seats: [count] باستخدام طريقة getter.

ستتلقى مدخلين بالترتيب: إجمالي المقاعد (عدد صحيح) ورقم المقعد المراد حجزه (عدد صحيح).

لاحظ كيف تجبر الاستثناءات من النوع checked المستدعين على التعامل معها (باستخدام try-catch أو throws)، بينما لا تتطلب الاستثناءات من النوع unchecked معالجة صريحة. اختر نوع الاستثناء بناءً على ما إذا كان الخطأ شيئاً يجب على المستدعين توقعه والتعافي منه!

ورقة مرجعية

لإنشاء استثناء مخصص (custom exception)، قم بتوسيع فئة استثناء موجودة.

بالنسبة لـ الاستثناء المفحوص (checked exception)، قم بتوسيع Exception:

public class InsufficientFundsException extends Exception {
    public InsufficientFundsException(String message) {
        super(message);
    }
}

بالنسبة لـ الاستثناء غير المفحوص (unchecked exception)، قم بتوسيع RuntimeException:

public class InvalidAgeException extends RuntimeException {
    public InvalidAgeException(String message) {
        super(message);
    }
}

يقوم استدعاء super(message) بتمرير رسالة الخطأ إلى الفئة الأب، مما يجعلها متاحة من خلال getMessage().

قم برمي (Throw) والتقاط (catch) الاستثناءات المخصصة مثل أي استثناء آخر:

public void withdraw(double amount) throws InsufficientFundsException {
    if (amount > balance) {
        throw new InsufficientFundsException("Balance too low: " + balance);
    }
    balance -= amount;
}

// Using it
try {
    account.withdraw(1000);
} catch (InsufficientFundsException e) {
    System.out.println(e.getMessage());
}

تجبر الاستثناءات المفحوصة (Checked exceptions) المستدعين على التعامل معها باستخدام try-catch أو throws. أما الاستثناءات غير المفحوصة (Unchecked exceptions) فلا تتطلب تعاملاً صريحاً. اختر بناءً على ما إذا كان الخطأ شيئاً يجب على المستدعين توقعه والتعافي منه.

جرّب بنفسك

import java.util.Scanner;

class Main {
    public static void main(String[] args) {
        Scanner scanner = new Scanner(System.in);
        int totalSeats = scanner.nextInt();
        int seatNumber = scanner.nextInt();
        
        // TODO: أنشئ TicketBooth بإجمالي المقاعد المعطى
        
        // TODO: استخدم كتلة try-catch لمحاولة حجز المقعد
        // - التقط TicketSoldOutException أولاً واطبع "Booking failed: [exception message]"
        // - التقط InvalidSeatException واطبع "Booking failed: [exception message]"
        
        // TODO: بعد الـ try-catch، اطبع "Remaining seats: [count]"
    }
}