Exception

#informatik/code #informatik/programmierung #GFN/prüfungsrelevant/AP2

Eine Exception (Ausnahme) ist ein Ereignis, das während der Programmausführung auftritt und den normalen Ablauf des Programms unterbricht.

Exceptions werden verwendet, um Fehler abzufangen und zu behandeln, sodass das Programm nicht abstürzt.

Exception-Ablauf ohne Behandlung:

    Start
      │
      │ Code läuft
      ▼
  ┌─────────┐
  │ Fehler! │ ← Exception tritt auf
  └─────────┘
      │
      ▼
  ┌─────────┐
  │ ABSTURZ │ ← Programm beendet sich
  └─────────┘

Exception-Ablauf MIT Behandlung:

    Start
      │
      │ Code läuft
      ▼
  ┌─────────┐
  │ try {   │
  │ Fehler! │ ← Exception tritt auf
  │ }       │
  └────┬────┘
       │
       │ Exception wird "geworfen"
       ▼
  ┌─────────┐
  │ catch { │ ← Exception wird gefangen
  │ Handle  │
  │ Error   │
  └────┬────┘
       │
       │ Programm läuft weiter
       ▼
  ┌─────────┐
  │ finally │ ← Wird immer ausgeführt
  └────┬────┘
       │
       ▼
    Weiter

Visuelle Darstellung - Exception-Hierarchie:

              ┌───────────┐
              │ Exception │ ← Basis-Klasse
              └─────┬─────┘
                    │
      ┌─────────────┼─────────────┐
      │             │             │
┌─────▼──────┐ ┌───▼────┐ ┌─────▼──────┐
│ IOException│ │Runtime │ │ SQLExcep.  │
└────────────┘ │Exception│ └────────────┘
               └────┬────┘
                    │
         ┌──────────┼──────────┐
         │          │          │
    ┌────▼───┐ ┌───▼────┐ ┌──▼────┐
    │NullPtr │ │ArithMe-│ │Index  │
    │Except. │ │ticExc. │ │OutOf  │
    └────────┘ └────────┘ │Bounds │
                          └───────┘

Exception-Flow mit mehreren Fehlerquellen:

Methode A               Methode B
    │                       │
    │ ruft auf              │
    ├──────────────────────>│
    │                       │
    │                   ┌───▼────┐
    │                   │ Fehler!│
    │                   └───┬────┘
    │                       │
    │   Exception wird      │
    │   "geworfen"          │
    │<──────────────────────┤
    │                       │
┌───▼───┐                   │
│ try-  │                   │
│ catch │                   │
└───┬───┘                   │
    │                       │
    ▼                       │
  Handle                    │
  Error                     │

Häufige Exception-Typen

In Java

// NullPointerException
String text = null;
text.length();  // ← Exception!

// ArithmeticException
int result = 10 / 0;  // ← Division durch Null!

// ArrayIndexOutOfBoundsException
int[] array = {1, 2, 3};
int x = array[5];  // ← Index existiert nicht!

// FileNotFoundException
File file = new File("nicht_vorhanden.txt");
// ← Datei existiert nicht!

In C#

// NullReferenceException
string text = null;
int length = text.Length;  // ← Exception!

// DivideByZeroException
int result = 10 / 0;  // ← Division durch Null!

// IndexOutOfRangeException
int[] array = {1, 2, 3};
int x = array[5];  // ← Index außerhalb!

In Python

# NameError
print(variable_die_nicht_existiert)

# TypeError
result = "Text" + 5  # ← Kann String nicht mit Int addieren!

# IndexError
liste = [1, 2, 3]
x = liste[5]  # ← Index existiert nicht!

# ZeroDivisionError
result = 10 / 0  # ← Division durch Null!

Exception vs Error

┌───────────────────┬─────────────────────────────────────┐
│     Exception     │              Error                  │
├───────────────────┼─────────────────────────────────────┤
│ Kann behandelt    │ Kann NICHT behandelt werden         │
│ werden            │                                     │
├───────────────────┼─────────────────────────────────────┤
│ Zur Laufzeit      │ Schwerwiegende Probleme             │
│ (Runtime)         │ (z.B. OutOfMemoryError)             │
├───────────────────┼─────────────────────────────────────┤
│ Vorhersehbar      │ Meist nicht vorhersehbar            │
├───────────────────┼─────────────────────────────────────┤
│ Beispiel:         │ Beispiel:                           │
│ NullPointer       │ StackOverflowError                  │
│ IOException       │ OutOfMemoryError                    │
└───────────────────┴─────────────────────────────────────┘

Prüfungsrelevant

Was ist eine Exception?

Fehler zur Laufzeit
Unterbricht normalen Programmablauf
Kann mit Try-Catch behandelt werden

Warum Exceptions verwenden?

Verhindert Programmabsturz
Ermöglicht Fehlerbehandlung
Macht Code robuster und wartbarer

Checked vs Unchecked Exceptions (Java)

Checked Exceptions:

Müssen behandelt werden (try-catch oder throws)
Beispiel: IOException, SQLException

Unchecked Exceptions:

Müssen NICHT behandelt werden
Beispiel: NullPointerException, ArithmeticException

Best Practices

Spezifische Exceptions verwenden (nicht nur Exception)
Aussagekräftige Fehlermeldungen
Nicht alle Exceptions abfangen (nur behandelbare)
Exceptions nicht "verschlucken" (leerer catch-Block)
Ressourcen immer schließen (finally oder try-with-resources)

Exception Handling

Siehe auch: Try-Catch für die praktische Anwendung von Exception-Behandlung.