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例外

はじめに

ここでは、例外（Exception）処理について説明します。

例外とtry〜catch

Javaの実行時エラーには、エラー（Error）と例外（Exception）があり、前者はプログラムの停止に至る「致命的なエラー」、後者は実行時例外（プログラムの実行時に発生するエラー）などの対処可能なエラーを意味します。たとえば、よくある「配列あふれ」の場合には、java.lang.ArrayIndexOutOfBoundsExceptionという例外が発生します。

ためしに配列をあふれさせてみましょう。Sample018を作ってみましょう。

package test.basic;

public class Sample018 {

　　　　// int型の３の要素をもつ配列の宣言
　　　　static int[] i1 = new int[3];

　　　　public static void main(String[] args) {

　　　　　　　　for(int i=0;i<10;i++){
　　　　　　　　　　　　arrayAdd(i,i);
　　　　　　　　　　　　System.out.println(Integer.toString(i));
　　　　　　　　}

　　　　}

　　　　private static void arrayAdd(int i, int value){
　　　　　　　　i1[i]=value;
　　　　}
}

このプログラムは「３つしか用意していない配列に１０個の要素をいれる」という全く間違ったものですね。ためしに実行してみてください。以下のようなメッセージがコンソールにでましたでしょうか？

0
1
2
java.lang.ArrayIndexOutOfBoundsException: 3
　　　　at test.basic.Sample018.arrayAdd(Sample018.java:24)
　　　　at test.basic.Sample018.main(Sample018.java:17)
Exception　in thread “main”

標準出力には、期待通り４回目のルーチンで実行エラーが起こっていることが示されています。また、「at」から始まるメッセージは「スタックトレース」といいエラーの発生箇所から呼び出し元をたどる情報を提供します。（エラーが発生した行番号まで表示されます）

こういったエラーの恐れはいろいろなところに潜みますから、あらかじめ「でる恐れのあるところ」は予防線をはってエラー時の適切な処理を実装しておきたいですよね。

その方法論に行く前にもうひとつサンプルを実行してみましょう。Sample019を作ってみましょう。

package test.basic;

public class Sample019 {

　　　　public static void main(String[] args) {

　　　　　　　　throwEx();

　　　　}

　　　　private static void throwEx() throws NullPointerException{
　　　　　　　　NullPointerException npe = new NullPointerException();
　　　　　　　　throw npe;
　　　　}
}

この例では、throwEx()メソッドでNullPointerException（Null値を触ったときによく出るException）をインスタンス化しています。また、例外というのは「投げる」というのが正しい「動詞」のようで、

　　　　　　　　throw npe;

で呼び出し元に例外を「投げつけて」います。このようにExceptionも（特殊な役割を持っているとはいえ）クラスですので、プログラマが自作したり、また、故意にthrowすることが可能です。また、メソッドの宣言部に「throws NullPointerException」という句がありますが、これは、「このメソッドはNullPointerExceptionをなげるぜ」という宣言です。

さきほど、例外を「呼び出し元に投げつける」と書きましたが、投げつけられた方でも「なんらかのエラー処理をする」という選択と、「自分の呼び出し元に投げつける」という選択があります。以下では、この「なんらかのエラー処理をする」方法について、簡単に説明します。

このように例外が発生しそうな箇所（もしくは、発生させる箇所）で、Exceptionを補足するには、「try〜catch〜finally」句を仕掛けておきます。この構文は以下です。

try{
　　　　例外が発生するかもしれない処理
}catch(補足する例外クラス名1 変数名1){
　　　　クラス名１の例外が発生したときのエラー処理
}catch(補足する例外クラス名2 変数名2){
　　　　クラス名2の例外が発生したときのエラー処理
}finally{
　　　　例外の発生に関わらずかならず実行する処理。
}

それでは、まず、Sample018を修正してみましょう。Sample018をSample018_1という名前でコピーして、以下のように修正してください。

package test.basic;

public class Sample018_1 {

　　　　// int型の３の要素をもつ配列の宣言
　　　　static int[] i1 = new int[3];

　　　　public static void main(String[] args) {

　　　　　　　　for(int i=0;i<10;i++){
　　　　　　　　　　　　arrayAdd(i,i);
　　　　　　　　　　　　System.out.println(Integer.toString(i));
　　　　　　　　}

　　　　}

　　　　private static void arrayAdd(int i, int value){
　　　　　　　　try{
　　　　　　　　　　　　i1[i]=value;
　　　　　　　　}catch(ArrayIndexOutOfBoundsException e){
　　　　　　　　　　　　System.out.println("配列があふれました。indexは"+Integer.toString(i));
　　　　　　　　}finally{
　　　　　　　　　　　　System.out.println("ここはfinally句です。");
　　　　　　　　}
　　　　}
}

arrayAdd()メソッドで配列あふれが発生していますので、このなかで例外の処理をしています。それではこれを実行してみてください。以下のような出力がでて、プログラムが止まることなく実行されていることが分かります（finally句をかならずとおっていることも分かりますね）。

ここはfinally句です。
0
ここはfinally句です。
1
ここはfinally句です。
2
配列があふれました。indexは3
ここはfinally句です。
3
配列があふれました。indexは4
ここはfinally句です。
4
配列があふれました。indexは5
ここはfinally句です。
5
配列があふれました。indexは6
ここはfinally句です。
6
配列があふれました。indexは7
ここはfinally句です。
7
配列があふれました。indexは8
ここはfinally句です。
8
配列があふれました。indexは9
ここはfinally句です。
9

次に、Sample019を修正してみましょう。Sample019をSample019_1という名前でコピーして、以下に修正してください。

package test.basic;

public class Sample019_1 {

　　　　public static void main(String[] args) {

　　　　　　　　try{
　　　　　　　　　　　　throwEx();
　　　　　　　　}catch(NullPointerException e){
　　　　　　　　　　　　System.out.println("NullPointerExceptionが発生しました。");
　　　　　　　　}finally{
　　　　　　　　　　　　System.out.println("ここはfinally句です。");
　　　　　　　　}

　　　　}

　　　　private static void throwEx() throws NullPointerException{
　　　　　　　　NullPointerException npe = new NullPointerException();
　　　　　　　　throw npe;
　　　　}
}

この例では、throwEx()メソッドは（その呼び出し元のmainメソッドへ）例外を放り投げることを決めているので、mainメソッドを修正しています。これを実行してみてください。プログラムは終了して、以下のようなメッセージがでましたか？

NullPointerExceptionが発生しました。
ここはfinally句です。

これで例外についての説明はとりあえず終わりです。

「例外を積極的に使うべきか否か」というのは議論が分かれるところで、極端な場合には（非常に軽微なエラーであっても）例外を発生させて上位プログラムに知らせるとかいうコーディングもありえます（エラーメッセージの代わりに使うようなイメージですね）。ですが、Exceptionを発生させることはコストの高い（負荷の高い）処理と言えます。例外をthrowすべきかどうかは、それが本当にベストな選択かどうか考えてきめるべき、というのが一般論です。