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■例外処理
本節では例外についてまとめてみます。 例外とは、コンパイル時に発見される問題ではなく、 実行時に起こるエラー（異常）のことです。 C#に限らず、 例外処理の仕組みがある言語を利用する際は 積極的にこの機能を使うことで 実行時のエラーに対処するコードを 簡潔にスッキリ書くことができます。 例えば、連続する１０個の処理があるとします。 １つ１つの処理ごとにパラメータや戻り値、 処理そのものに異常がないかどうかチェックして 異常が発見されれば、それに対処するコードを書く。 同様のコードが１０箇所に記述されると 本来何をしているコードなのか可読性が失われますし 同じことを何度も書くのは面倒な作業です。 例外処理を行うことで 実行時に起こりうる異常に対応するコードを スッキリ書くことができます。 なお、発生した例外を捕捉せず放ってしまうと 実行時にエラーとなり以後の処理が中断されます。 アプリの場合はそのまま終了となります。例外の捕捉 try 〜 catch
例外を捕捉するには、try と catchを使います。 例外を捕捉したいコードの範囲をtryで囲んで 実際に例外が発生するとcatchで捕捉します。 では、ポピュラーな例として ０で除算を行って例外が発生するコードを書いてみます。【例外を捕捉するコード】 try { int a = 10, b = 0; int c = a / b; //０で除算しているので実行時に例外発生 Console.WriteLine( "処理終了" ); //ここは実行されない } catch { Console.WriteLine( "例外が捕捉されました。" ); }【実行結果】 例外が捕捉されました。【書式】 try { 例外を捕捉したいコード } catch { 例外が捕捉された場合に実行するコード }まず、tryで 例外を捕捉したい部分のコードを{}で囲みます。 次に、それと対にして 例外が発生し、それが捕捉された場合にどう振舞うかを 次のcatchブロックの中に記述します。 このように、 ほとんどの場合tryとcatchはペアで記述します。 上記サンプルは文法的には正しいので コンパイルエラーは起こりません。 実行時に、c = a / b（０での除算）を行ったところで例外が発生します。 発生した例外はすぐさまcatchで捕捉されるので その次の行の"処理終了"は出力されません。 そして、例外が捕捉されると catchブロックの中のコードが実行されます。 上記は極端で強引なサンプルですが、例えば ファイルをオープンして読み書きを行おうと試みたが 何かの原因で失敗した場合、 そのファイルをクローズして後始末をする、 といった例が考えられます。 データベースへのアクセスや通信の世界の話でも同様です。 例外処理は様々なケースで有効に利用できます。【補足】 例外を捕捉（catch）することで 本来であればそこで処理が中断されるようなケースを救い その後の処理を続行できるメリットがあります。 catchされた後は、 catchブロックの後の処理が続行されます。 また、次節で説明しますが 例外には種類があります。 本例ではcatchの後に例外の種類の指定がないので ここではすべての例外が捕捉されます。例外の種類 System.Exception
例外には種類があります。 前述の項では、例外は単に例外として処理され それがどんな種類の例外であるのか また、発生した例外の種類に応じて それぞれに対応するための適切な処理が行われていません。 ここでは例外の種類について説明します。 まず、C#では例外クラスが用意されています。 色々な種類の例外がありますが すべての例外の源となるクラスは System.Exception クラス です。 そして、前述の例で扱った０で除算した際の例外は System.DivideByZeroException クラス として定義されています。 それでは、前述のすべての例外を捕捉するサンプルを ０で除算した際の例外だけを捕捉するように書き換えてみます。【０での除算例外を捕捉するコード】 try { int a = 10, b = 0; int c = a / b; Console.WriteLine( "処理終了" ); } catch(DivideByZeroException ex) { // Messageプロパティーに例外内容文字列が格納されているので出力 Console.WriteLine( ex.Message ); }【実行結果】 0 で除算しようとしました。【書式】 try { 例外を捕捉したいコード } catch( 例外クラス名 例外変数名 ) { 例外が捕捉された場合に実行するコード }catchのところに 捕捉したい例外クラスを記述する点がポイントです。 どんな種類の例外が発生したのかがはっきりしたことで より適切な対処ができるようになりました。複数の例外を捕捉
実行時に発生する例外は１種類とは限りません。 ０での除算、オーバーフロー、ファイルアクセス時の異常、などなど 様々な例外が発生します。 ここでは複数の例外を捕捉する方法を示します。 具体的には catch節を捕捉したい例外の種類の数だけ連続して記述します。【複数の例外を捕捉するコード】 try { int a = 10, b = 0; int c = a / b; Console.WriteLine( "処理終了" ); } catch(DivideByZeroException ex) { // ０での除算を捕捉 Console.WriteLine( ex.Message ); } catch(OverflowException ex) { // オーバーフローを捕捉 Console.WriteLine( ex.Message ); } catch(Exception ex) { // その他全般の例外を捕捉 Console.WriteLine( ex.Message ); }【実行結果】 0 で除算しようとしました。この時の動きですが、 上記例ではtry節の中で０で除算を行い DivideByZeroException例外が発生します。 すると、 catch(DivideByZeroException ex) { // ０での除算を捕捉 Console.WriteLine( ex.Message ); } の部分のコードだけが実行され その他のcatch説のコードは実行されません。 このように例外の種類に応じて それぞれのケースに応じて適切な処理を記述することができます。 なお、上記サンプルでは ０での除算とオーバーフローだけが警戒されていますが 万が一、それ以外の例外が発生することを考えて コードの最後の方で その他全般の例外が捕捉されるようにしています。例外を投げる throw
例外は明示的に投げることも可能です。 throwを使います。【明示的に例外を投げるコード】 try { // 中略 throw new Exception("あぼーん"); // 中略 } catch( Exception ex ) { Console.WriteLine( ex.Message ); }【実行結果】 あぼーん【書式】 throw 例外オブジェクト;【補足】 throwする際は、 パラメータとして例外クラスのオブジェクトを投げるので 例外クラスをnewしている点に注意してください。 throw; として、throw単文でも例外を投げることは可能ですが その場合、それを捕捉するためのcatchは catch { } 或いは catch( Exception ex ) { } のいずれかとなります。（どちらでも良いです）色々な例外クラスがありますが 上記コードではExceptionクラスを用い、 さらにコンストラクタの引数として エラーメッセージを設定しています。 他にどのような例外クラスがあるのかについては MSDNなどを参照してみてください。 また、catchした例外を さらにthrowして外側のtry〜catchへ通知することも可能です。 （次節参照）tryのネスト
try〜catchはネストして記述可能です。【関数内で完結したtry〜catchのネストコード】 static void Main(string[] args) { try { try { int a = 10, b = 0; int c = a / b; Console.WriteLine( "処理終了" ); } catch(OverflowException ex) { // オーバーフローを捕捉 Console.WriteLine( ex.Message ); } } catch(Exception ex) { // 内側のcatchで捕捉できなかったその他全般の例外を捕捉 Console.WriteLine( ex.Message ); } }【実行結果】 0 で除算しようとしました。極端な例ですが、上記例では、 内側のtry節の中で０で除算が行われ DivideByZeroException例外が発生します。 しかし、内側のcatch節はこの例外を処理しておらず （対処しているのはOverflowException例外のみ） 外側のcatch節で捕捉されます。 また、catchした例外を さらに外側のcatchへthrowすることも可能です。 【おまけ】 次に示すコードでは２つのクラスが登場します。 ひとつはアプリケーションの最初に実行される エントリポイント（Main関数）を持ったクラスです。 もうひとつは例外を発生させるクラスです。 発生した例外がどのようにcatchされるのか また、catchされた例外がさらにthrowされ、 それがまたどこでcatchされるのか デバッガーを使って順序を確認してみてください。 参考になると思います。【例外が通知される様子を確認するコード】 using System; namespace Sample { ////// 例外を起こすサンプルクラス /// class Class2 { public void Func() { try { int a = 10, b = 0; int c = a / b; // １．最初にここで例外発生 Console.WriteLine( "処理終了" ); } catch(Exception ex) { Console.WriteLine(ex.Message); // ２．ここで最初にcatchされます throw; // ３．外側のtryへ例外をthrow } } } class Class1 { ////// アプリケーションのメイン エントリ ポイントです。 /// [STAThread] static void Main(string[] args) { try { // Class2のインスタンス生成 Class2 c2 = new Class2(); // Class2のFunc関数を呼び出し c2.Func(); } catch(Exception ex) { Console.WriteLine(ex.Message); // ４．Class2からのthrowをcatch } } } }【実行結果】 0 で除算しようとしました。 0 で除算しようとしました。例外の後処理 finally
C#の例外処理には さらに便利なfinallyが用意されています。 その名の通り、 finallyブロックのコードは最後に実行されます。 これは、例外が発生した場合も、そうでない場合も関係無く どちらにせよ必ず実行されます。 例えば、ファイルをオープンして読み書きを行う場合 処理の過程で例外が発生してもしなくても 作法として最後にファイルは閉じなければなりません。 また、データベースとの接続や ネットワーク処理においては 最後に接続を切断します。 このように 必ず最後に実行したい処理をfinallyブロックに記述すると便利です。 具体的に例を示します。 テキストファイルをオープンし、内容を出力します。 ファイルが存在しなければ例外が発生します。 また、読み込みの途中で例外がするかもしれません。 いずれにしても、例外が発生してもしなくても 最後にファイルがクローズされるよう finallyでクローズ処理を記述しています。【テキストファイルの内容を出力するコード】 using System; namespace Sample { class Class1 { ////// アプリケーションのメイン エントリ ポイントです。 /// [STAThread] static void Main(string[] args) { // ファイルを読み込むためのStreamReaderクラス System.IO.StreamReader reader = null; try { // テキストファイルと関連付け。 // ここでテキストファイルが存在しなければ // System.IO.FileNotFoundException 例外が発生します。 reader = new System.IO.StreamReader( "c:\\sample.txt" ); // テキストファイルの全内容を一気に読み込み string strText = reader.ReadToEnd(); // 読み込んだ内容を出力 Console.WriteLine( strText ); } catch(Exception ex) { Console.WriteLine(ex.GetType().FullName + " 例外が発生しました。"); Console.WriteLine("例外内容：" + ex.Message); } finally { // 例外が発生してもしなくてもファイルをクローズする。 // 但し、readerが有効であることを確認する。 if ( reader != null ) reader.Close(); } } } }【実行結果1：テキストファイルが存在しない場合】 System.IO.FileNotFoundException 例外が発生しました。 例外内容：ファイル "c:\sample.txt" が見つかりませんでした。【実行結果2：テキストファイルが存在する場合】 abc ※補足 テキストファイルの内容により異なります。 テキストファイルを用意する場合は テキストは短めの半角文字を記述してください。【書式】 try ※tryは必ず必要 { } catch ※catchの記述は任意 { } finally { // 最後に実行するコード }オーバーフローへ対処 Checked, Unchecked
C#では、演算のオーバーフロー（桁溢れ）に対して 例外を発生させるか否かを指定することができます。 それには、checked と unchecked を使います。 まず、わざとオーバーフローが発生するコードを書いてみます。 byte型は符号なしの８バイト。 値の許容範囲は０〜２５５です。 ここに、１２８＋１２８の結果２５６を代入してオーバーフローさせます。 結果は切捨てられ、０が出力されます。【Sampleコード】 using System; using System.Collections.Generic; using System.Text; namespace over { class Program { static void Main(string[] args) { byte bret, b1 = 128, b2 = 128; try { bret = (byte)(b1 + b2); Console.WriteLine("{0}", bret); } catch (OverflowException ex) { Console.WriteLine(ex.Message); } } } }【実行結果】 0 続行するには何かキーを押してください . . .オーバーフローの例外を補足するためにcatch節を記述しましたが catchされませんでした。 サンプルコードは簡単なものでしたが これが複雑なプログラムであったなら、バグの原因となったり 意図しない結果が待っています。 これを、明示的にオーバーフローが発生した場合は 例外が発生するようにcheckedを使って書き換えてみます。 具体的には、演算式部分をchecked()で囲みます。 すると、オーバーフローの例外が発生します。【例外を発生させるコード】 using System; using System.Collections.Generic; using System.Text; namespace over { class Program { static void Main(string[] args) { byte bret, b1 = 128, b2 = 128; try { checked(bret = (byte)(b1 + b2)); //ここに注目 Console.WriteLine("{0}", bret); } catch (OverflowException ex) { Console.WriteLine(ex.Message); } } } }【実行結果】 算術演算の結果オーバーフローが発生しました。 続行するには何かキーを押してください . . .【checked書式1】 checked( 式 )また、checkedでオーバーフローの例外を発生させたい部分を 範囲指定することも可能です。【checked書式2】 checked { 中略 }逆に、オーバーフローの例外を発生させたくない場合は uncheckedを指定します。 書式はcheckedと同様です。 例外は発生しなくなりますが、 計算結果がオーバーフローした場合は 結果は切り捨てられることに注意してください。【unchecked書式1】 unchecked( 式 )【unchecked書式2】 unchecked { 中略 }
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