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Tratamento de excecões e tratamento de eventos

Introdução a tratamento de exceções

Introdução a tratamento de exceções

• A maioria dos computadores (hardware) são capazes de detectar certos erros em tempo de execução, como divisão por zero, falha de dispositivo de entrada e saída, etc

  • As primeiras linguagens de programação não forneciam nenhum mecanismo para os programas detectarem ou tratarem estes erros

  • Quando um erro acontecia, o programa era finalizado e o controle retornava para o sistema operacional que imprimia uma mensagem de erro na tela

Introdução a tratamento de exceções

• Outros erros podem ser detectados por software, como índice do arranjo fora do intervalo, final de arquivo, etc

Introdução a tratamento de exceções

• Em ambos os casos é interessante permitir que o programa reaja ao erro e possivelmente continue a sua execução

Introdução a tratamento de exceções

• Conceitos básicos

  • Uma exceção é um evento incomum, errôneo ou não, que é detectado por hardware ou software que precisa de processamento especial

  • O processamento especial que é necessário quando uma exceção é detectada é chamado de tratamento de exceção

  • Este processamento é feito por uma unidade de código chamada de tratador de exceção

  • Uma exceção é lançada (thrown, raised) quando seu evento associado ocorre

Introdução a tratamento de exceções

• Uma linguagem que não oferece mecanismos específicos de tratamento de exceção, não exclui a possibilidade de tratamento de exceções definidas pelo usuário e identificadas por software

  • Retorno de código de erro

  • Parâmetro auxiliar, que é usado como variável de estado

  • Rótulo, que é utilizado como endereço de retorno

  • Subprograma, que é utilizado como tratador da exceção

Introdução a tratamento de exceções

• Limitações

  • O código necessário para detectar erro é tedioso e polui o código

  • Se uma exceção não será tratada na unidade que ela ocorre, o tratador deve ser passado para todos os subprogramas na sequência de chamadas

Introdução a tratamento de exceções

• Vantagens de mecanismos de tratamento de exceção integrados a linguagem

  • Geração de código pelo compilador para checagem e geração de exceção

  • Propagação de exceção

  • Encorajamento do programador a considerar várias possíveis erros

  • Reuso de código de tratamento de exceção

Introdução a tratamento de exceções

• Questões de projeto

  • Como e onde os tratadores de exceções são especificados, quais são seus escopos?

  • Como a ocorrência de uma exceção é vinculada ao tratador de exceção?

  • Informações sobre as exceções podem ser passadas para o tratador?

  • Onde a execução continua, se é que continua, depois que o tratador da exceção completa a sua execução?

  • Alguma forma de finalização é fornecida?

  • Como as exceções definidas pelo usuário são especificadas?

Introdução a tratamento de exceções

• Questões de projeto

  • Se existem exceções pré-definidas, deve haver tratadores de exceção padrões para programas que não fornecem seus próprios tratadores?

  • As exceções pré-definidas podem ser explicitamente geradas?

  • Os erros detectáveis por hardware são tratados como exceções que podem ser manipuladas?

  • Existe alguma exceção pré-definida?

  • Deve ser possível desabilitar exceções pré-definidas?

Introdução a tratamento de exceções

Tratamento de exceções em Ada

Tratamento de exceções em Ada

• Baseado nas boas partes de PL/I e CLU

• Em geral os tratadores de exceções são locais ao código em que a exceção pode ocorrer, desta forma, não é necessário (nem possível) passar parâmetros para o tratador

Tratamento de exceções em Ada

• Forma do tratador

  when exception_choice {| exception_choice} =>
    statement_sequence

• Forma do exception_choice

  exception_name | others

Tratamento de exceções em Ada

• Tratadores podem ser colocados em blocos ou no corpo de subprogramas, pacotes ou tarefas

• Os tratadores são agrupados em uma cláusula exception, que deve aparecer no final do bloco ou unidade

  \small

  begin
  -- the block or unit body --
  exception
    when exception_name_1 =>
      -- first handler --
    when exception_name_2 =>
      -- second handler --
      -- other handlers --
  end;

Tratamento de exceções em Ada

• Vinculação das exceções aos tratadores

  • Quando um bloco ou unidade que gera uma exceção inclui um tratador para aquela exceção, a exceção é vinculada estaticamente ao tratador

  • Se o bloco ou unidade não inclui um tratador para aquela exceção, a exceção é propagada para ser manipulada em outro lugar

    • Procedimentos, propagada para o chamados

    • Bloco, propagada para o escopo em que ele aparece

    • Pacote corpo, propagada para a parte de declaração da unidade que declarou o pacote (se for uma unidade de biblioteca, o programa é terminado)

    • Tarefa, sem propagação, a tarefa é marcada como completada

Tratamento de exceções em Ada

• Vinculação das exceções aos tratadores

  • O bloco ou unidade que gera a exceção, juntamente com todos as unidades para os quais a exceção é propagada, mas que não manipularão a exceção, é sempre terminado

  • O controle sempre continua depois da cláusula de exceção, que é sempre o final do bloco ou unidade

Tratamento de exceções em Ada

• Outras decisões de projeto

  • Exceções definidas no pacote Standard:\ Constraint_Error, Numeric_Error, Program_Error, Storage_Error, Tasking_Error

  • Exceções definidas pelo usuário tem a forma:\ exception_name_list: exception

  • As exceções definidas pelo usuário são tratadas da mesma forma que as pré-definidas

  • Exceções são geradas com a cláusula raise:\ raise [exception_name]

  • Algumas exceções podem ser desativadas com a cláusula pragma:\ pragma Suppress(check_name)

Tratamento de exceções em Ada

• Exemplo (ruim) do livro
• O único uso adequado neste exemplo é a entrada de um número inválido
• Arquivo grade_distribution.adb

Tratamento de exceções em Ada

• Avaliação

  • Representa o consenso sobre exceções em 1980

  • Permite a propagação de exceção para escopos que não tem acesso a ela

  • Nem sempre é possível determinar a origem da exceção

  • Tratamento inadequado de exceções em tarefas

  • As exceções não foram adaptadas para trabalharem com objetos

Tratamento de exceções em C++

Tratamento de exceções em C++

• Adicionada a linguagem em 1990

• Baseada no projeto da CLU, Ada e ML

Tratamento de exceções em C++

• Os tratadores de exceções tem a forma

  try {
    // code that is expected to raise a exception
  }
  catch (formal parameter) {
    // a handler body
  }
  ...
  catch (formal parameter) {
    // a handler body
  }

Tratamento de exceções em C++

• Cada cláusula catch define um tratador

• Pode ter apenas um parâmetro formal, e o tipo tem que ser único

• Não é necessário definir o nome do parâmetro formal

• O parâmetro formal pode ser usado para transferir informações para o tratador

• O parâmetro formal pode ser ..., o que defini um tratador para todas as exceções não manipuladas

Tratamento de exceções em C++

• Geração de exceções

  • throw [expression]

Tratamento de exceções em C++

• Vinculação das exceções aos tratadores

  • O tipo da expressão na cláusula throw seleciona o tratador

  • Um tratador com parâmetro formal do tipo T, const T, T&, const T&, ou qualquer tipo derivado de T, casa com uma expressão do tipo T

  • Quando uma exceção é gerada em uma cláusula try, a execução do código do try é interrompida

  • A busca por um tratador começa pelos tratadores que seguem o try

Tratamento de exceções em C++

• Vinculação das exceções aos tratadores

  • A busca por um tratador é sequencial

  • Se um tratador não é encontrado, a exceção é propagada

  • Quando a exceção chega a função principal, o tratador padrão é chamado

  • Quando a execução de um tratador M é completada, o fluxo de controle segue para a primeira instrução após o último tratador da sequencia de tratadores que M faz parte

Tratamento de exceções em C++

• Outras decisões de projeto

  • Todas as exceções são definidas pelo usuário

  • Existe um tratador padrão, chamado unexpected, que pode ser redefinido

  • As exceções podem ter qualquer tipo

  • Subprogramas podem listar as exceções que podem ser geradas na sua execução

  • Um subprograma que não liste as suas exceções, podem gerar qualquer exceção

Tratamento de exceções em C++

• Arquivo grade_distribution.cpp

Tratamento de exceções em C++

• Avaliação

  • Propagação de exceção semelhante ao Ada

  • Não existem exceções pré-definidas detectáveis por hardware

  • Problemas de legibilidade, qualquer tipo pode ser usado como exceção

  • É possível passar informações ao tratador

Tratamento de exceções em Java

Tratamento de exceções em Java

• Baseado em C++, alinhado com o POO

• Todas as exceções são objetos de classes que são descendentes de Throwable

Tratamento de exceções em Java

• Throwable tem duas subclasses \pause

  • Error

    • A classe Error e suas descendentes são gerada pela JVM quando algum erro interno acontece, como falta de espaço no heap

    • Os programas de usuário não devem tratar estas exceções

    \pause

  • Exception

    • A classe Exception e suas descendentes representam exceções que podem ser tratadas pelos programas dos usuários

    • Uma das subclasses de Exception é RuntimeException

    • Uma das subclasses de RuntimeException é ArrayIndexOutOfBoundsException

Tratamento de exceções em Java

• Tratadores de exceções

  • Semelhante ao do C++, exceto que cada catch requer um nome para o parâmetro, e o tipo do parâmetro precisa ser descendente de Throwable

  • As exceções são geradas com a cláusula throw

Tratamento de exceções em Java

• Vinculação das exceções aos tratadores

  • Semelhante ao C++

  • Uma exceção é vinculada ao primeiro tratador cujo parâmetro seja da mesma classe ou de uma classe ancestral

Tratamento de exceções em Java

• Outras decisões de projeto

• Exceções checadas e não checadas

  • Exceções das classes Error e RuntimeException e dos descendentes são chamadas de exceções não checadas

  • As outras exceções são chamadas de exceções checadas

  • As exceções checadas que podem ser geradas por um método, devem estar listadas na cláusula throws ou serem manipuladas no método

Tratamento de exceções em Java

• Um método não pode declarar mais exceções na cláusula throws do que o método que ele sobrescreve

• Um método que chama um método que lista um exceção checada em sua cláusula throws, tem três opções para lidar com a exceção \pause

  • Capturar e tratar a exceção

  • Capturar a exceção e lançar uma exceção que está lista na sua cláusula throw

  • Declarar a exceção em sua cláusula throws e não tratar a exceção

Tratamento de exceções em Java

• A cláusula finally

  • Pode aparecer no final da construção try

  • O propósito da cláusula finally é especificar código que deve ser executada independente do que acontece na cláusula try

Tratamento de exceções em Java

• Arquivo GradeDistribution.java
• Arquivo GradeDistribution2.java (uso adequado de exceção)

Exemplo em Python

• Separação da leitura e processamento usando geradores
• Arquivo grade_distribution.py

Tratamento de exceções em Java

• Avaliação

  • Os tipos das exceções fazem mais sentido do que em C++

  • A cláusula throws é melhor do que a do C++

  • A cláusula finally é bastante útil

  • A JVM pode gerar uma variedade de exceções que podem ser manipuladas pelo programa do usuário

Introdução a tratamento de eventos

Introdução a tratamento de eventos

• Um evento é criado por uma ação externa, como por exemplo, a interação do usuário com uma interface gráfica

• Um tratador de evento é um segmento de código que é chamado em resposta a um evento

Tratamento de eventos em Java

Tratamento de eventos em Java

• Os tratadores de eventos são chamados de ouvidores de evento (event listeners) em Java

• Um gerador de evento avisa que um evento ocorreu através do envio de mensagem (chamada de método)

• Uma interface é usada para definir um protocolo para os métodos que tratam os eventos

• Os ouvidores devem ser registrados nos geradores de evento explicitamente

Tratamento de eventos em Java

• Exemplo

  • Um tipo de evento é o ItemEvent, que representa o evento de clicar em um checkbox, radio button ou item de lista

  • A interface ItemListener define o método itemStateChanged, que manipula os eventos do tipo ItemEvent

  • Os ouvidores são registrados com o método addItemListener

Referências

• Robert Sebesta, Concepts of programming languages, 9ª edição. Capítulo 14.