Geprüfte vs. ungeprüfte Fehler

Teil des Abschnitts Objektorientierte Programmierung der Java-Journey von Coddy. Lektion 61 von 87.

Du hast gesehen, dass die Ausnahmehierarchie von Java in verschiedene Zweige aufgeteilt ist. Der entscheidende Unterschied, den du verstehen musst, besteht zwischen geprüften und ungeprüften Ausnahmen. Dies beeinflusst, wie du sie in deinem Code behandeln musst.

Geprüfte Ausnahmen sind Ausnahmen, deren Behandlung der Compiler erzwingt. Sie erweitern Exception direkt (nicht über RuntimeException). Du musst sie entweder abfangen oder mit throws deklarieren:

// Muss IOException behandeln - es ist checked
public void readFile(String path) throws IOException {
    FileReader reader = new FileReader(path);  // Kann IOException werfen
}

// Oder abfangen
public void readFileSafe(String path) {
    try {
        FileReader reader = new FileReader(path);
    } catch (IOException e) {
        System.out.println("File error: " + e.getMessage());
    }
}

Ungeprüfte Ausnahmen erweitern RuntimeException. Der Compiler verlangt nicht, dass du sie behandelst. Sie weisen typischerweise auf Programmierfehler wie Nullreferenzen oder ungültigen Array-Zugriff hin:

// Keine throws-Deklaration nötig
public int divide(int a, int b) {
    return a / b;  // Kann ArithmeticException werfen (unchecked)
}

String name = null;
name.length();  // NullPointerException (unchecked)

Wähle beim Erstellen benutzerdefinierter Ausnahmen die übergeordnete Klasse danach aus, wie aufrufender Code sie behandeln soll. Verwende geprüfte Ausnahmen für behebbare Bedingungen, mit denen der aufrufende Code rechnen sollte. Verwende ungeprüfte Ausnahmen für Programmierfehler, die in korrekt geschriebenem Code nicht auftreten sollten.

Aufgabe

Einfach

Erstellen wir ein System zur Altersüberprüfung, das den entscheidenden Unterschied zwischen geprüften und ungeprüften Ausnahmen demonstriert! Du wirst benutzerdefinierte Ausnahmen beider Arten erstellen und sehen, wie der Compiler sie unterschiedlich behandelt.

Du wirst deinen Code auf vier Dateien verteilen:

InvalidAgeException.java: Erstelle eine geprüfte Ausnahme für Fehler bei der Altersüberprüfung. Diese Ausnahme sollte direkt von Exception erben, was bedeutet, dass Aufrufer gezwungen werden, sie zu behandeln. Füge einen Konstruktor hinzu, der eine Nachricht akzeptiert und sie an die übergeordnete Klasse weitergibt.
NegativeAgeException.java: Erstelle eine ungeprüfte Ausnahme für den Fall, dass jemand ein negatives Alter angibt (ein Programmierfehler, der bei korrekter Eingabe nicht auftreten sollte). Diese sollte von RuntimeException erben. Füge einen Konstruktor hinzu, der eine Nachricht akzeptiert und an die übergeordnete Klasse weitergibt.
AgeVerifier.java: Erstelle eine Klasse, die Alter mithilfe beider Ausnahmetypen überprüft. Füge zwei statische Methoden hinzu:
verifyAge(int age) – Diese Methode sollte NegativeAgeException (ungeprüft) mit der Nachricht "Age cannot be negative: [age]" auslösen, wenn das Alter kleiner als 0 ist. Wenn das Alter kleiner als 18 ist, löse InvalidAgeException (geprüft) mit der Nachricht "Must be 18 or older: [age]" aus. Andernfalls gib Age [age] verified successfully aus. Da diese Methode eine geprüfte Ausnahme auslöst, musst du sie mit throws InvalidAgeException deklarieren.

verifyAgeUncheckedOnly(int age) – Diese Methode verwendet nur ungeprüfte Ausnahmen. Wenn das Alter negativ ist, löse NegativeAgeException mit demselben Nachrichtenformat aus. Wenn das Alter kleiner als 18 ist, löse eine IllegalArgumentException mit der Nachricht "Too young: [age]" aus. Andernfalls gib Age [age] verified (unchecked method) aus. Beachte, dass diese Methode keine throws-Deklaration benötigt!
Main.java: Führe dein Überprüfungssystem zusammen! Du erhältst eine Eingabe: ein Alter (eine Ganzzahl).
Gib zuerst === Checked Exception Method === aus und rufe verifyAge mit dem eingegebenen Alter auf. Da die Methode eine geprüfte Ausnahme auslöst, musst du sie in einen Try-Catch-Block einschließen. Fange InvalidAgeException ab und gib Checked exception caught: [message] aus. Fange außerdem NegativeAgeException ab und gib Unchecked exception caught: [message] aus.

Gib anschließend eine leere Zeile und === Unchecked Exception Method === aus. Rufe verifyAgeUncheckedOnly mit demselben Alter auf. Obwohl diese Methode Ausnahmen auslösen kann, bist du nicht gezwungen, sie abzufangen. Schließe sie dennoch in einen Try-Catch-Block ein, um Fehler ordnungsgemäß zu behandeln. Fange NegativeAgeException ab und gib Runtime exception caught: [message] aus. Fange IllegalArgumentException ab und gib Illegal argument caught: [message] aus.

Du erhältst eine Eingabe: eine Ganzzahl, die das zu überprüfende Alter darstellt.

Beachte den entscheidenden Unterschied: Die Methode mit der geprüften Ausnahme erfordert eine throws-Deklaration und zwingt Aufrufer, sie zu behandeln, während die ungeprüfte Methode auch ohne Ausnahmebehandlung problemlos kompiliert. Das ist der grundlegende Unterschied zwischen geprüften und ungeprüften Ausnahmen in Java!

Probier es selbst

import java.util.Scanner;

class Main {
    public static void main(String[] args) {
        Scanner scanner = new Scanner(System.in);
        int age = scanner.nextInt();
        
        // TODO: Test the checked exception method
        // Print: "=== Checked Exception Method ==="
        // Rufe AgeVerifier.verifyAge(age) in einem try-catch auf
        // - Catch InvalidAgeException: print "Checked exception caught: [message]"
        // - Catch NegativeAgeException: print "Unchecked exception caught: [message]"
        
        
        // TODO: Print a blank line, then "=== Unchecked Exception Method ==="
        // Rufe AgeVerifier.verifyAgeUncheckedOnly(age) in einem try-catch auf
        // - Catch NegativeAgeException: print "Runtime exception caught: [message]"
        // - Catch IllegalArgumentException: print "Illegal argument caught: [message]"
        
    }
}