2022.07.28/ 자바 내용/예외처리

Jimin·2022년 7월 28일

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알고리즘

for문을 이용한 덧셈은 한 줄의 곱셈으로 변형할 수 있다.
-> 이는 시간 복잡도를 상수로 만들어준다.

예외 처리: 발생 → 보고 → 처리

예외 처리 문법

try{
	예외가 발생할 수 있는 코드
} catch(예외 정보를 받을 파라미터){
	예외 처리 코드
}

예외 처리 방법 - 둘 중 하나임

직접 처리

예외가 발생할 수 있는 메소드 내부에서 try-catch 실행

void m() {
	try{
    	예외를 발생시키는 코드
    }catch(Throwable ex){
    	예외 처리 코드
    }
}

위임

예외를 처리하지 않고, 예외 표시를 하여 m()을 호출한 쪽에서 try-catch를 사용해 예외를 처리하도록 유도한다.
예외 표시는 메소드 명 옆에 throws 를 붙여서 표시한다.
예외 타입에는 Throwable 클래스 타입(서브 클래스)이 들어가야 한다.

void m() throws 예외타입{ 
	예외를 발생시키는 코드
}

예외를 처리하는 방법1 - 직접 처리

- 리턴값 이용

예외가 발생했을 때 시스템을 멈추지 않는 방법
리턴 값을 통해서 예외 상황을 호출자에게 알린다.
리턴 값을 검사하여 예외 상황에 대해 조치를 취한다.
예외 정보를 받을 파라미터: java.lang.Throwable 타입

1단계 - 예외가 발생하는 Prompt 클래스에서 예외를 처리하기

Prompt 클래스 변경
- inputInt() 메서드에 예외 처리 문법 적용
- 예외가 발생하면 리턴 값으로 예외 상황을 알린다.
  → 리턴 값으로 사용자가 입력할 것 같지 않은 아주 독특한 값 리턴, -1, -12121212, ...
- 예외 정보를 즉시 출력한다.
  - 따라서, 호출자가 원하는 방식으로 출력하지 못하는 경우가 발생할 수 있다.

public static int inputInt(String title) {
    System.out.print(title);
    String str = keyboardInput.nextLine();
    try {
      return Integer.parseInt(str); 
    }catch(Throwable ex) {
      // 예외처리:
      // => 예외가 발생했음을 알리는 메시지를 출력한다.
      System.out.println("숫자가 아닙니다.");
      // 예외 처리를 한 후에도 메서드는 값을 리턴해야 한다.
      // 그런 사용자가 입력할 법한 값을 리턴하면 호출하는 쪽에서는 예외가 발생했는지 모른다.
      // 그래서 다음과 같이 사용자가 입력할 것 같지 않은 아주 독특한 값을 리턴한다.
      return -1121212;
    }
  }

예외를 발생시킬 수 있는 메서드를 호출할 때 항상 그 리턴 값을 검사한다.

 int mainMenuNo = Prompt.inputInt("메뉴를 선택하세요[1..6](0: 종료) ");
      // 메뉴 번호를 잘못 입력하는 상황이 발생했을 때, inputInput() 리턴 값 12121212를 리턴할 것이다.
      // 이 경우를 고려해서 처리한다.
      if(mainMenuNo == -12121212) {
        continue;
      }

→ 예외가 발생했음을 알리는 메시지를 출력한다.

// Prompt 클래스
System.out.println("숫자가 아닙니다.");

위와 같이 예외가 발생한 지점(Prompt 클래스)에서 출력을 하는 방식은 호출자(BoardHandler)의 예외 처리를 방해할 수 있다.
(메뉴 번호가 옳지 않습니다만 출력하고 싶은데, 숫자가 아닙니다 까지 출력하고 있다.)

⇒ 따라서, 호출한 쪽에서 출력을 하든 무시를 하든 적절하게 처리하라고 단순히 리턴값을 통해 예외 상황만 알리는것이 좋다.

예외를 처리하는 방법2 - 위임하기

예외가 발생했을 때 시스템을 멈추지 않는 방법
예외가 발생하는 메서드를 호출할 쪽에서 처리하기
프로그램 동작에 따라 예외처리 코드를 두는 곳이 달라진다.
존재하는 번호외에 다른 번호 입력시, 해당 메뉴나 게시판이 없다고 뜬다.
숫자 이외의, 문자열 입력하면 옳지 않은 값이라고 뜬다.

1단계 - main 메뉴를 잘못 입력 했을 때 발생한 예외를 처리한다.

App 클래스 변경
- main 메뉴 번호를 잘못 입력했을 때 예외를 처리한다.
- 메뉴 번호 입력 받는 부분에 try-catch 적용

try {
        int mainMenuNo = Prompt.inputInt("메뉴를 선택하세요[1..6](0: 종료) ");

        switch (mainMenuNo) {
          case 0: break loop;
          case 1: // 게시판
            boardHandler.execute();
            break;
          case 2: // 독서록
            readingHandler.execute();
            break;
          case 3: // 방명록
            visitHandler.execute();
            break;
          case 4: // 공지사항
            noticeHandler.execute();
            break;
          case 5: // 일기장
            diaryHandler.execute();
            break;
          case 6: // 회원
            memberHandler.execute();
            break;
          default: System.out.println("메뉴 번호가 옳지 않습니다!");
        } // switch
      }catch(Throwable ex) {
        System.out.println("입력 값이 옳지 않습니다!");
      }

2단계 - 게시판 메뉴를 잘못 입력 했을 때 발생한 예외를 처리한다.

BoardHandler 클래스 변경
- 게시판 메뉴 번호를 잘못 입력 했을 때 예외를 처리한다.
- execute() 메서드에 try-catch 적용

try {
        int menuNo = Prompt.inputInt("메뉴를 선택하세요[1..5](0: 이전) ");
        displayHeadline();

        switch (menuNo) {
          case 0: return;
          case 1: this.onList(); break;
          case 2: this.onDetail(); break;
          case 3: this.onInput(); break;
          case 4: this.onDelete(); break;
          case 5: this.onUpdate(); break;
          default: System.out.println("메뉴 번호가 옳지 않습니다!");
        }

        displayBlankLine();

      }catch(Throwable ex) {
        System.out.printf("예외 발생: %s\n", ex.getMessage());
      }

3단계 - 게시판 조회, 변경, 삭제 메뉴를 잘못 입력 했을 때 발생한 예외를 처리한다.

BoardHandler 클래스 변경
- onDetail(), onUpdate(), onDelete() 에도 적용
  - 이 메서드에서 예외가 발생했을 때 처리
  - 이 메서드들에 try-catch 적용
잘못된 값을 입력 받았을 때 올바른 입력 값을 받을 때까지 입력을 받고 싶다면, while문으로 감싸줘야 한다.
→ while문으로 감싸주지 않으면 try-catch문이 작동하더라도 오류를 잡고 그냥 종료해버린다.
예외 처리 코드는 프로그램 동작에 따라 적용이 달라진다.
try-catch문으로 묶을 때는 정상적으로 작동하는 코드 전체를 묶어주는 것이 나중에 유지보수에 좋다.
catch() 소괄호 안에는 꼭 Throwable 타입이 들어와야 한다.
- 더 자세하게, Throwable 타입의 하위클래스 타입인 NUllpoint exception같은 건 되는데, Object와 같이 더 포괄적인 것은 안된다.
- 빵을 Throwable이라고 할 때, 구체적인 빵 종류는 들어갈 수 있지만, 빵 상자는 못 들어간다고 생각하면 쉽다.
onDetail() in BoardHandler class

private void onDetail() {
    System.out.printf("[%s 상세보기]\n", this.title);

    int boardNo=0;
    while(true) {
      try {
        boardNo = Prompt.inputInt("조회할 게시글 번호? ");
        break;
      }catch(Throwable ex0) {
        System.out.println("입력값이 옳지 않습니다!");
      }
      ...
    }
  }

onUpdate() in BoardHandler class

private void onUpdate() {
    System.out.printf("[%s 변경]\n", this.title);
    int boardNo=0;
    while(true) {
      try {
        boardNo = Prompt.inputInt("변경할 게시글 번호? ");
        break;
      }catch(Throwable ex) {
        System.out.println("입력 값이 옳지 않습니다!");
      }
    }
    ...
}

onDelete() in BoardHandler class

private void onDelete() {
    System.out.printf("[%s 삭제]\n", this.title);
    int boardNo=0;
    while(true) {
      try {
        boardNo = Prompt.inputInt("삭제할 게시글 번호? ");
        break;
      }catch(Throwable ex) {
        System.out.println("입력 값이 옳지 않습니다!");
      }
    }
   ...
}

오버라이딩 메서드 호출

Object 클래스
- toString => "클래스명@해시값" 문자열로 출력

Object obj;
obj = new Object();
obj.toString();  ← Object의 toString() 메소드

Object 클래스 ← Member 클래스 (상속)
- toString => "클래스명@해시값" 문자열로 출력

Member m = new Member(); 
m.toString();  ← Object의 toString() 메소드

Object 클래스 ← String 클래스 (상속)
- toString() => 오버라이딩, "저장된 문자열"

String s = new String("Hello");
s.toString();  ← String의 toString() 메소드

Object 클래스 레퍼런스에 String 인스턴스 주소 값 넣기

Object x = new String("Hello");
x.toString();
x.charAt(0); ← 컴파일 오류가 난다.
x.toString();

주의! 단, 밑의 코드는, Object의 메서드만 가능하다.
→ 상위 클래스 타입을 갖는 레퍼런스 변수에 하위 클래스 타입의 인스턴스 주소값을 넣는 것

Object x = new String("Hello");

Object 레퍼런스에 String 인스턴스 주소를 넣어준 것

x.toString();

↑ x가 실제 가르키는 클래스(String class type)에서부터 메소드를 찾아 올라간다.
String 클래스가 toString()메소드를 오버라이딩 했기 때문에 Object의 메소드가 덮어씌워져서,
String클래스의 메소드가 쓰여지는 것이다.

x.charAt(0); ← 컴파일 오류가 난다.

컴파일러는 레퍼런스 변수의 타입에 존재하는 메서드만 호출이 가능하다.
따라서 레퍼런스 변수 타입에 존재하지 않은 메서드를 호출하면 컴파일 에러가 나게 된다.
컴파일러는 x의 변수에 어떤 객체(인스턴스)가 저장되었는지 관심 없다.

x.toString(); ← 컴파일 OK!

컴파일만 넘긴다면, JVM은 레퍼런스가 실제 가르키는 클래스에서부터 메서드를 찾아 올라간다.결론적으로 위의 x가 가르키는 곳은 String 것이다!

ObjectList list = new ObjectList(); // 추상 클래스가 아니어서 객체로 직접 사용 가능!
    list.add("홍길동");
    list.add("임꺽정");
    list.add("유관순");
    list.add(null); //목록에 null을 넣을 수 있다.
    list.add("안중근");

    Object obj = list.get(0); //  실제 get()이 리턴하는 것은 String 객체이다.
    System.out.println(obj.toString()); 

    System.out.println(list.get(0)); // 따로 레퍼런스 변수 안만들고 바로 넣어줘도 된다.

ObjectList 클래스는 추상 클래스가 아니어서 객체로 만들어서 직접 사용가능하다.
Object 타입인 목록에 null 값을 넣을 수 있다.
list 인덱스 0에 "홍길동"을 넣었기 때문에 실제 get()이 리턴하는 것은 String 객체이다.
obj가 실제 가르키는것은 String 클래스이다. obj는 Object 클래스 타입이었던 것이 맞지만, String클래스가 오버라이딩 했기 때문에 String클래스에서 가져온다.

컴파일러: 현재 레퍼런스 변수가 가르키는 클래스 타입에 사용하려는 메소드가 존재하는 지 여부만 따진다.
⇒ 원래 Object에도 toString()이 있기 때문에 컴파일러에게 안걸리는 것이다.
⇒ 하지만, obj.char(0) 이 메소드는 컴파일 오류가 난다. Object 클래스에 이 메소드가 존재하지 않기 때문이다.

JVM: 컴파일러 실행 후에, 실행을 담당, 인스턴스 타입부터 따져서 올라간다.
→ String 클래스는 toString() 메소드를 오버라이딩 했기 때문에 String 클래스의 toString() 메소드를 가져온다.
→ 만약 String 클래스가 오버라이딩 안했으면 Object 클래스의 toString()이 가져와졌을 것이다.

ObjectList list = new ObjectList();
    list.add("홍길동");
    list.add("임꺽정");
    list.add("유관순");
    list.add(null); //목록에 null을 넣을 수 있다.
    list.add("안중근");

    Object obj = list.get(0);
    System.out.println(obj.toString()); 

    System.out.println(list.get(0));
    obj = list.get(1);
    System.out.println(obj.toString());
    System.out.println(list.get(1)); // 쓸데 없이 변수에 담을 필요 없다. 바로println에게 넘겨주면 된다. 

    obj = list.get(2);
    System.out.println(obj.toString());

println():

파라미터 값이 유효한 인스턴스 주소라면 println() 메소드 내부에서 알아서 toString()을 호출하여 String 타입으로 변환시킨 후 그 리턴값을 출력한다.
⇒ 따라서 굳이 toString()을 명시적으로호출할 필요가 없다.

System.out.println(list.get(4).toString());
System.out.println(list.get(4);
⇒ 그래서 이 코드에서 toString() 없어도 되는 것!

파라미터 값이 null이라면 그대로 Null을 출력한다.

Q. 생각해볼 문제!

Q. get()이 목록에서 null을 리턴한다면, 예외 상황인가 아니면 그냥 정상적인 상황인가?

3번 인덱스에 null이 들어 있기 때문에 꺼낸 값도 null이다.

System.out.println(list.get(3));

100번 인덱스는 유효한 인덱스가 아니기 때문에 get()메소드가 null을 리턴한다.

System.out.println(list.get(100));

Ans. 결론!

null을 리턴한다고 해서 무조건 예외상황이 아니다.
의도적으로 null을 저장해놓고 꺼낼 수 있기 때문이다.
따라서 인덱스를 잘못 지정한 경우와 구분해야한다!
인덱스를 잘못 지정했으면, 예외상황이지만, 그밖에는 정상적인 상황이다.
⇒ 결론적으로 예외 상황인지 아닌지는 알 수 없다.
따로 구분하지 않았기 때문이다.
리턴값으로는 정상과 예외 상황을 표현할 수 없다.
⇒ 리턴값으로는 두 상황을 구분할 수 없다.

!해결책!

정상적인 경우는 정상적으로 해당 값을 리턴한다.
예외 상황일 경우에는 예외 정보를 던진다. ⇒ 예외를 발생시킨다.

예외 상황 알리기

throw 예외 정보를 담은 객체;

예외 정보를 담은 객체? java.lang.Throwable객체를 말한다.
Throwable의 서브 클래스도 가능!
→ 빵이 가능하므로 소보루 빵, 단팥빵 다 가능행

위에 밑 줄 친애(throws) 붙은 메소드 호출한 곳에서는 강제로 무조건 예외처리(try-catch로) 해줘야함.
예외가 JVM까지 타고 올라가면 프로그램이 강제 종료된다.
정교하게 통제 ⇒ 리턴값이 예외 상황인지 아닌지를 정확히 구분한다.

예외를 발생시키는 방법

비정상적인 상황을 알릴 때(리턴값으로 예외인지 아닌지를 구분할 수 없을 때) 리턴 값 대신 예외를 발생시키기
메서드 안에서 발생한 예외를 호출자에게 위임하는 방법
메서드에서 발생한 예외를 try-catch로 처리하는 방법
여러 메서드에서 발생한 예외를 한 메서드로 몰아서 처리하는 방법

1단계 - 예외 상황이 발생했을 때 특정값을 리턴 값을 리턴하는 대신, 오류 정보를 던진다.

ObjectList 클래스 변경
- get() 변경: 오류 상황일 때(인덱스가 무효할 때) 예외를 발생시킨다.
- remove() 변경: 오류 상황일 때(인덱스가 무효할 때) 예외를 발생시킨다.
- 이 메서드를 호출하는 쪽에서 좀 더 정교하게 제어할 수 있도록 도와준다.
- 얘를 바꿨으면, BoardList에서 오류가 난다.
  → 예외를 던지는 메소드를 호출할 때는 무조건 try-catch문으로 감싸줘야한다.
get() in ObjectList class

  public Object get(int index) throws Throwable{  // 단, 메서드 선언부에 어떤 예외를 던지는지 표시해야 한다!!
    if(index <0 || index >= size) {
      throw new Throwable("인덱스가 무효합니다!");
    }
    return elementData[index];
  }

예외를 보고하는 메서드인 경우
- 메서드 선언부에 어떤 예외를 보고하는지 표시해야한다.
인덱스가 무효하면 예외를 발생시킨다.
- 예외 정보를 객체에 담아서 호출한 쪽으로 던진다.
- 예외 정보는 던질 수 있는 객체에 담아야 한다!
  - 던질 수 있는 객체? -> jaba.lang.Throwable 객체!
    ⇒ 그래서 클래스 이름이 Throwable 이다.
- 단, 메서드 선언부에 어떤 예외를 던지는지 표시해야 한다.
remove() in ObjectList class

public boolean remove(int index)throws Throwable {
    if(index <0 || index >= size) {
      // 인덱스가 무효할 떄 false 를 리턴하는대신,
      // 예외정보를 호출자에게 던진다.
      // 예외 상황을 호출자에게 보고한다.
      throw new Throwable("인덱스가 무효합니다!");
    }
    for(int i=index+1;i<size;i++) {
      elementData[i-1]=elementData[i];
    }
    elementData[--size] = null;
    return true;
  }

2단계 - 예외 발생시키는 메서드를 호출 했을 때 대응 방안! -> 메서드에 대해 예외 처리 코드를 추가한다.

BoardList 클래스변경
- 메서드에서 예외를 던졌을 때 직접 처리하는 대신 호출자(BoardHandler)에게 위임한다.
MemeberList 클래스변경
- 메서드에서 예외를 던졌을 때 직접 처리하는 대신 호출자(BoardHandler)에게 위임한다.
BoardHandler에게 위임하는 이유? 얘가 UI를 처리하는 애니까!
get() in BoardList class

  @Override
  public Board get(int boardNo) throws Throwable{
    for (int i = 0; i < size(); i++) {
      Board board = (Board)super.get(i);
      if (board.no== boardNo) {
        return board;
      }
    }
    return null;
  }
  
@Override
  public boolean remove(int boardNo) throws Throwable{
    for (int i = 0; i < size(); i++) {
      Board board = (Board)super.get(i);
      if (board.no == boardNo) {
        return super.remove(i);
      }
    }
    return false;
  }

수퍼 클래스의 get()메서드를 호출했을 때 예외가 발생하면, 서브 클래스의 get()메서드에서 처리할 상황이 아니다.
서브 클래스의 get()을 호출한 쪽에 보고하는 것이 더 낫다.
이럴 경우, 서브클래스에서 try-catch문을 써저 오류를 잡지 말고 메서드 선언부에 발생되는 예외를 표시해서 이 메서드를 호출하는 곳에 오류를 위임하자!

3단계 - XxxList가 던진 예외를 XxxHandler에서 처리한다.

ObjectList(BoardList, MemberList)의 get(), remove() 메서드를 호출할 때 try-catch 로 처리한다.
BoardHandler 클래스 변경
- onDetail(), onUpdate(), onDelete() 메서드 각각에서 예외를 처리한다.
MemberHandler 클래스 변경
- onDetail(), onUpdate(), onDelete() 메서드 각각에서 예외를 처리한다.
  - 메서드 안의 코드를 통째로 try{}안에 둔다.
onDetail() in BoardList

try {
	Board board = this.boardList.get(boardNo);
    if (board == null) {
        System.out.println("해당 번호의 게시글이 없습니다!");
        return;
     }
      System.out.printf("번호: %d\n", board.no);
      System.out.printf("제목: %s\n", board.title);
      System.out.printf("내용: %s\n", board.content);
      System.out.printf("조회수: %d\n", board.viewCount);
      System.out.printf("작성자: %s\n", board.writer);
      Date date = new Date(board.createdDate);
      System.out.printf("등록일: %tY-%1$tm-%1$td %1$tH:%1$tM\n", date);
      // 정상적일 때 여기까지 진행한다.
    }catch(Throwable ex) {
      System.out.printf("예외 발생: %s\n", ex.getMessage());
    }

4단계 - 메서드에서 발생한 예외를 한 곳에서 처리한다.

BoardHandler 클래스 변경
- onDetail(), onUpdate(), onDelete() 메서드에서 예외를 처리하는 대신,
  이 메서드들을 호출하는 execute() 메서드에서 예외를 한꺼번에 몰아 처리한다.
MemberHandler 클래스 변경
- onDetail(), onUpdate(), onDelete() 메서드에서 예외를 처리하는 대신,
  이 메서드들을 호출하는 execute() 메서드에서 예외를 한꺼번에 몰아 처리한다.
execute() in BoardHandler class

public void execute() {
    while (true) {
      System.out.printf("%s:\n", this.title);
      System.out.println("  1: 목록");
      System.out.println("  2: 상세보기");
      System.out.println("  3: 등록");
      System.out.println("  4: 삭제");
      System.out.println("  5: 변경");
      System.out.println();

      try {
        int menuNo = Prompt.inputInt("메뉴를 선택하세요[1..5](0: 이전) ");
        displayHeadline();

        switch (menuNo) {
          case 0: return;
          case 1: this.onList(); break;
          case 2: this.onDetail(); break;
          case 3: this.onInput(); break;
          case 4: this.onDelete(); break;
          case 5: this.onUpdate(); break;
          default: System.out.println("메뉴 번호가 옳지 않습니다!");
        }
        
        displayBlankLine();
      }catch(Throwable ex) {
        System.out.printf("예외 발생: %s\n", ex.getMessage());
      }
    } // 게시판 while
  }

Jimin

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