Java – Metode abstracte si exceptii

1. Java – Metode abstracte si exceptii abstract clase metode Exceptii descriere tratare generare

2. Modificatorul abstract • cuvantul cheie abstract poate fi utilizat ca si modificator aplicat unei clase sau metode; • clasele abstracte nu pot fi instantiate, ele obliga la implementarea de subclase; • o clasa se declara abstracta daca: • contine cel putin o metoda abstracta; • mosteneste metode abstracte care nu sunt implementate; • cand o clasa declara implementarea unei interfete dar nu implementeaza toate metodele din interfata. • o metoda abstracta este o metoda declarata, dar neimplementata, adica nu are cod sau corp; • prima subclasa concreta (neabstracta) trebuie sa implementeze toate metodele abstracte ale superclasei.

3. Exceptii • orice program are un scop, exceptiile sunt situatii anormale in rularea lui; • exceptiile trebuie prinse sau declarate si se reprezinta ca si obiecte; • orice exceptie are un anumit tip; • orice exceptie trebuie prinsa si tratata altfel programul se termina cu un mesaj de eroare; try { //cod care poate genera erori } catch(tipexceptie1 ob) { //rutină pentru tratarea excepţiei 1 } catch(tipexceptie2 ob) { //rutină pentru tratarea excepţiei 2 } . . . finally { //cod de executat înainte de terminarea // blocului try }

4. Aplicatia 1 • se pune problema scrierii unei aplicatii ce sa poate calcula, afisa si reprezenta grafic valorile unei functii date de programator si a primei derivate; • algoritmul de calcul trebuie sa fie independent de functia aleasa de programator; din acest motiv clasa de baza ce implementeaza cerintele este una abstracta, functia devine cunoscuta, adica implementata, doar in subclasa concreta; • calculul functiei sau a derivatei pot conduce la situatii exceptionale ce trebuie fie evitate fie tratate. • clasa abstracta se numeste: FunctieA • subclasele concrete se numesc: Functie1si Functie2 • partea de calcul si de afisare folosesc facilitatea de polimorfism in clasa de testare numita TestFunctiiunde tabloul fA (de elemente clasei de baza) stocheaza referinte la obiectele f1 si f2 (subclase concrete).

5. Aplicatia 1 / 1 Aceasta clasa abstracta declara functia abstracta de reprezentat cu linia ingrosata. Ea trebuie implementata in subclasele concrete derivate. public abstract class FunctieA { double a, b, h, x; int i, n; final int LY = 70; double[] xf; double[] yf; double[] dyf; public FunctieA(double a, double b, int n) { this.a = a; this.b = b; this.n = n; h = (b - a) / (n - 1); xf = new double[n]; yf = new double[n]; dyf = new double[n]; calcul(); } public abstract double functie(double x); double functied1(double x) { final double h = 0.001; return (functie(x + h) - functie(x)) / h; } double min(double[] a) { double m = a[0]; for (int i = 1; i < a.length; ++i) if (a[i] < m) m = a[i]; return m; } double max(double[] a) { double m = a[0]; for (int i = 1; i < a.length; ++i) if (a[i] > m) m = a[i]; return m; } String functip(int p, char c, String in) { String aux = ""; for (int i = 0; i < in.length(); ++i) if (i == p) aux += c; else aux += in.charAt(i); return aux; }

6. Aplicatia 1 / 2 Exceptiile pot sa apara in metoda, ingrosata, calcul() unde functia sau derivata pot sa nu exista in spatiul valorilor reale (double) double scale(double v, double vmin, double vmax) { return (v - vmin) / (vmax - vmin); } void calcul() { for (i = 1; i <= n; ++i) { x = a + (i - 1) * h; xf[i - 1] = x; yf[i - 1] = functie(x); dyf[i - 1] = functied1(x); } } void afisare() { String tip; double minyf = min(yf); double maxyf = max(yf); double mindyf = min(dyf); double maxdyf = max(dyf); //minimul dintre cele 2 minime si //maximul dintre cele 2 maxime double ma = (maxyf > maxdyf) ? maxyf : maxdyf; double mi = (minyf < mindyf) ? minyf : mindyf; System.out.println("----------------------------------------------"); System.out.println("| i | x | f(x) | fd1(x) |"); System.out.println("----------------------------------------------");

7. Aplicatia 1 / 3 for (i = 0; i < n; ++i) { int pos = (int)(scale(yf[i], mi, ma) * (LY - 1)); int pos0 = (int)(scale(0., mi, ma) * (LY - 1)); int posd = (int)(scale(dyf[i], mi, ma) * (LY - 1)); String tipinit = ""; for (int i = 1; i <= LY; ++i) tipinit += " "; //trasare axa Ox if (ma * mi < 0.) tip = functip(pos0, '|', tipinit); else tip = tipinit; //F pt. functie //D pt. derivata tip = functip(pos, 'F', tip); tip = functip(posd, 'D', tip); System.out.printf("| %3d | %-+10.6f | %10.6f | %10.6f | %s\n", i, xf[i], yf[i], dyf[i], tip); } System.out.println("----------------------------------------------"); } }

8. Aplicatia 1 /4 Aici este dat codul subclaselor concrete si al celei de testare. public class Functie1 extends FunctieA { public Functie1(double a, double b, int n) { super(a,b,n); } @Override public double functie(double x) { return Math.sin(x)*Math.cos(x/2.) ; } } public class TestFunctii { public static void main(String[] args) { Functie1 f1 = new Functie1(-3.,3.,30); Functie2 f2 = new Functie2(-7.,7.,30); FunctieA fA[]= new FunctieA[2] ; fA[0]=f1; fA[1]=f2; for(FunctieA f: fA) f.afisare(); } } public class Functie2 extends FunctieA { public Functie2(double a, double b, int n) { super(a,b,n); } @Override public double functie(double x) { return Math.sin(x)/x; } }

9. Aplicatia 1 / 5 Functie1 f1 = new Functie1(-3.,3.,20); Functie2 f2 = new Functie2(-7.,7.,20);

10. Aplicatia 1 / 6 Functie1 f1 = new Functie1(-3.,3.,20); Functie2 f2 = new Functie2(-7.,7.,15); In aceasta situatie f2= sin(x)/x pentru x=0 nu se poate calcula. Aplicatia in locul valorilor normale afiseaza NaN.

11. Aplicatia 1 / 7 • daca codul de calcul este rescris sub forma: • atunci se obtine o exceptie clara la in situatia de 0/0 si aplicatia se opreste. void calcul() { double aux; for (i = 1; i <= n; ++i) { x = a + (i - 1) * h; xf[j - 1] = x; aux = functie(x); if (Double.isInfinite(aux) || Double.isNaN(aux)) throw new ArithmeticException("Probleme in evaluare la: " + x); yf[i - 1] = aux; dyf[i - 1] = functied1(x); } }

12. Aplicatia 1 / 8 • Java implementeaza standardul IEEE 754 in lucrul cu numerele in virgula flotanta; • conform acestui standard situatiile de 0/0, nr/0 sunt permise (nu sunt exceptii) si au valorile speciale de NaN sau +/- Infinit motiv pentru care utilizarea lui try cu catch nu rezolva aparitia acestor situatii; • aceste cazuri trebuie testate in cod cu Double.isNaN() si Double.isInfinite() apoi luate masurile necsare de corectie dupa cum se face in varianta de calcul() alaturata. void calcul() { double aux; int j=1; for (i = 1; i <= n; ++i) { x = a + (i - 1) * h; xf[j - 1] = x; aux = functie(x); if (Double.isInfinite(aux) || Double.isNaN(aux)) { --n; continue; } yf[j - 1] = aux; dyf[j - 1] = functied1(x); ++j; } }

13. Aplicatia 2 - try, catch, throw, throws Aplicaţia ce urmează este formată din 2 clase Functie.java şi TestExceptii.java. Ea trebuie să evalueze valoarea unei funcţii F(x) definită în metoda F din clasa Functie. Această metodă generează excepţie de tipul ArithmeticException. Excepţiile sunt generate deoarece pentru x = -2 expresia x/(x+2) nu se poate calcula, iar pentru x ∈ (4.5, 5] radicalul are argumentul negativ. Metoda citeste_real() se foloseşte pentru a citi o valoare numerică reală (sau întreagă) de la tastatură. Reluarea citirii se face de cel mult 3 ori, după care aplicaţia se opreşte deoarece se generează o eroare ca nu este prinsă în aplicaţie. În această situaţie aplicaţie afişează starea stivei pentru a putea determina precis linia şi codul în care a apărut eroarea.

14. Aplicatia 2 /1 import java.util.*; public class Functie { public double F(double x) throws ArithmeticException{ if (x < 1.) { if (x == -2.) throw new ArithmeticException("Impartire cu 0"); return x/(x+2); } else if (x <= 5.) { if (x > 4.5) throw new ArithmeticException("Argument radical negativ."); return Math.sqrt(4.5-x); } else return Math.sin(x)/x; } public double citeste_real() throws InputMismatchException { Scanner in = null; int contorErr = 0; //contor erori, pt. 3 aplicatia se opreste. double x; while(true) { in = new Scanner(System.in); try { x = in.nextDouble(); break; //daca nu sunt erori se iese din ciclu } catch (InputMismatchException e) { ++contorErr; System.out.printf("Eroare(%d) la citire, introduce o valoarea reala.\n", contorErr); if ( contorErr == 3 ) throw new InputMismatchException("*** Prea prost ca sa bage 1 numar real. ***"); } } return x; } }

15. Aplicatia 2 /2 public class TestExceptii { public static void main(String[] args) { Functie F1 = new Functie(); double x1, x2; System.out.print("x1="); x1 = F1.citeste_real(); System.out.print("x2="); x2 = F1.citeste_real(); for(double x=x1;x<=x2;++x) { try { System.out.printf("%6.3f %10.7f\n",x, F1.F(x)); } catch (ArithmeticException e) { System.out.printf("%6.3f %s\n",x, e); } } } } Se poate observa cum aplicaţia, deşi întâlneşte situaţii excepţionale, nu se termină brusc şi abrupt, ci ca urmare a tratării acestora, ajunge să se termine normal.

16. Aplicatia 3 – extindere clasa Exception Aplicaţia care urmează prezintă modul în care se extinde clasă Exception la clasa ExceptiiAritmetice. public class ExceptiiAritmetice extends Exception{ private String mesaj; public ExceptiiAritmetice(String m) { super(m); mesaj = m; } public String toString() { return "\nExceptie: " + mesaj; } }

17. Aplicatia 3/1 public class TestEx2 { public static int cat(int a, int b) throws ExceptiiAritmetice { if (b == 0) throw new ExceptiiAritmetice("Imparire cu zero!"); return a / b; } public static void main(String[] args) { int a, b, c; a=1; b=0; System.out.print(a + "/" + b ); try { c = (int)cat(a,b); System.out.println( "=" + c ); } catch (ExceptiiAritmetice e) { System.out.println(e); } } }

18. Bibliografie • http://www.east.utcluj.ro/mb/mep/antal/downloads.html > Java: course, IDE (JDeveloper), JDK and JRE, JDeveloper labs. • http://docs.oracle.com/cd/E18941_01/tutorials/jdtut_11r2_50/jdtut_11r2_50.html > Getting Started With the JDeveloper IDE