การจัดการข้อยกเว้น

คำศัพท์

English	ไทย
exception/ekˈsepʃn/	ข้อยกเว้น
exception handling/ekˈsepʃn ˈhændlɪŋ/	การจัดการข้อยกเว้น
raise/reɪz/	เพิ่ม

การตรวจสอบที่ไม่สามารถเขียนโค้ดได้

โปรแกรมเปิดไฟล์ ก่อนเปิดคุณอาจตรวจสอบได้ว่าไฟล์มีอยู่, อ่านได้, และไดรฟ์มีอยู่ สมมติว่าทุกการตรวจสอบผ่าน
ระหว่างการตรวจสอบล่าสุดกับการเปิด ผู้ใช้ดึง USB Stick ออก ไฟล์มีอยู่เมื่อคุณถามและไม่อยู่เมื่อคุณเปิด และไม่มีวิธีการตรวจสอบล่วงหน้าใดจะปิดช่องว่างนี้ได้
บางข้อผิดพลาดป้องกันไม่ได้ เพราะโลกเปลี่ยนแปลงระหว่างการทดสอบและการกระทำ สิ่งที่โปรแกรมทำได้คือ ตอบสนอง ต่อเมื่อมันเกิดขึ้น
บทเรียนนี้คือ ข้อยกเว้น โครงสร้าง TRY ที่จัดการหนึ่งกรณี และตำแหน่งที่ควรจับข้อยกเว้นในโปรแกรม

ข้อยกเว้นคืออะไรและทำไมต้องจัดการ

ข้อยกเว้น คือ ข้อผิดพลาดที่เกิดขึ้นระหว่างการทำงาน: การหารด้วยศูนย์, ไม่พบไฟล์, ข้อมูลไม่ถูกต้อง, เครือข่ายที่หายไป
การจัดการข้อยกเว้น ช่วยให้โปรแกรม ตรวจจับ ข้อผิดพลาดและตอบสนอง以一种_seq的方式, แทนที่จะพังและเสียงานของผู้ใช้
โปรแกรมจริงมักเจอข้อผิดพลาดที่ ไม่สามารถป้องกันล่วงหน้าได้ ตามที่ภาพแสดง และหากไม่มีระบบจัดการข้อยกเว้น การดำเนินการแต่ละขั้นตอนจะต้องมีการตรวจสอบ IF แยกกันทั้งหมด ซึ่งจะทำให้อัลกอริทึมหลักถูกซ่อนอยู่ภายใต้การทดสอบความผิดพลาด
ประโยชน์ที่สามคือสิ่งที่ข้อสอบถามบ่อยที่สุด: มัน แยก กระบวนการปกติออกจากการจัดการข้อผิดพลาด ทำให้เส้นทางหลักอ่านง่าย

ฝึกฝน

An exception is:

ข้อผิดพลาดหรือสภาวะที่ไม่คาดคิดที่เกิดขึ้นขณะโปรแกรมกำลังทำงานอยู่
a syntax mistake caught at compile time
a comment in the code
ประเภทของตัวแปร

ฝึกฝน

ทำไมต้องใช้การจัดการกับข้อยกเว้นแทนการตรวจสอบความผิดพลาดทั้งหมดล่วงหน้า? เลือก ทุก ข้อที่ถูกต้อง

บางข้อผิดพลาดไม่สามารถป้องกันได้ล่วงหน้า เนื่องจากสภาพแวดล้อมเปลี่ยนแปลงระหว่างการตรวจสอบและการดำเนินการ
หากไม่เช่นนั้นทุก操作上จะต้องมีการตรวจสอบ IF ของตัวเอง ซึ่งจะทำให้อัลกอริทึมซับซ้อนและซ่อนเร้น
ช่วยแยกกระแสการทำงานปกติออกจากส่วนจัดการข้อผิดพลาด
ทำให้โปรแกรมทำงานเร็วขึ้น

โครงสร้าง TRY

TRY
    OPENFILE "data.txt" FOR READ
    READFILE "data.txt", line
    CLOSEFILE "data.txt"
EXCEPT FileNotFound
    OUTPUT "Sorry, the file does not exist."
EXCEPT ReadError
    OUTPUT "Sorry, there was an error reading the file."
FINALLY
    OUTPUT "Finished attempting to read."
ENDTRY

บล็อก TRY เก็บโค้ดที่อาจล้มเหลว หากโค้ดนั้นทำงานโดยไม่เกิดข้อผิดพลาด บล็อก EXCEPT จะถูกข้ามไปทั้งหมด
เมื่อเกิดข้อยกเว้น การทำงานจะกระโดดไปยัง บล็อก EXCEPT ที่ตรงกันเป็นอันดับแรก ทันที ส่วนที่เหลือของบล็อก TRY จะไม่ทำงาน
บล็อก FINALLY จะทำงาน ไม่ว่าจะมีหรือไม่มี ข้อยกภัยเกิดขึ้น จึงเหมาะสำหรับการทำความสะอาด เช่น การปิดไฟล์

TRY รันโค้ด; เกิดข้อผิดพลาด EXCEPT จัดการ; FINALLY ทำงานเสมอ

เส้นทางหนึ่งเมื่อทุกอย่างปกติ อีกเส้นทางหนึ่งเมื่อมีปัญหา และอีกเส้นทางหนึ่งที่ทำงานเสมอ

สำรวจ

การทำงานของการจัดการข้อยกเว้นเป็นอย่างไร

ผ่านกระบวนการ发生的事情เมื่อโค้ดล้มเหลว ข้อยกเว้นจะกระโดดออกจากปกติ流向到一个 handler, FINALLY จะทำความสะอาดไม่ว่ากรณีใด และโปรแกรมจะดำเนินต่อไปแทนที่จะล่ม

ฝึกฝน

จับคู่คำคีย์เวิร์ดสำหรับการจัดการกับข้อยกเว้นกับหน้าที่ของมัน

ห่อหุ้มโค้ดที่อาจล้มเหลว

จัดการกับข้อยกเว้นที่ตรงกัน

ทำงานเสมอ — ใช้สำหรับเคลียร์งาน

ส่งสัญญาณข้อผิดพลาดกลับไปยังผู้เรียกใช้

TRY
EXCEPT
FINALLY
RAISE

ฝึกฝน

บล็อค FINALLY:

ทำงานไม่ว่าจะมีข้อยกเว้นเกิดขึ้นหรือไม่ — ใช้สำหรับเคลียร์งาน
ทำงานเฉพาะเมื่อไม่มีข้อผิดพลาด
ทำงานเฉพาะเมื่อมีข้อผิดพลาด
ไม่เคยทำงาน

ฝึกฝน

บล็อคที่ทำงานไม่ว่าจะมีข้อยกเว้นเกิดขึ้นหรือไม่ ทำให้เหมาะสำหรับการปิดไฟล์ คือ ____.

ตัวอย่างวิธีทำ: ติดตามลำดับการทำงาน

Example

ในโค้ดข้างต้น ไฟล์ไม่-existent ให้ระบุอย่างชัดเจนว่าอะไรจะถูกพิมพ์ออกมาและอะไรจะถูกข้ามไป
OPENFILE ทำให้เกิด FileNotFound ดังนั้นการทำงานจะออกจากบล็อก TRY ทันที: บรรทัด READFILE และ CLOSEFILE จะไม่เคยถูกทำงาน
บล็อก FileNotFound EXCEPT จะทำงาน โดยพิมพ์ข้อความ "Sorry, the file does not exist." บล็อก ReadError จะ ไม่ ทำงาน เพราะใช้ตัวจัดการที่ตรงกันเป็นอันดับแรกเท่านั้น
บล็อก FINALLY จะทำงาน โดยพิมพ์ข้อความ "Finished attempting to read."
คะแนนที่มักหายมากที่สุดคือการไม่สังเกตว่าส่วนที่เหลือของบล็อก TRY ถูกทิ้งไว้

ฝึกฝน

ไฟล์ในบล็อค TRY ไม่มีอยู่จริง เรียงลำดับสิ่งที่เกิดขึ้น

OPENFILE สร้าง FileNotFound
ส่วนที่เหลือของบล็อค TRY จะถูกข้ามไป ดังนั้น READFILE และ CLOSEFILE จึงไม่เคยทำงาน
บล็อค EXCEPT ที่ตรงกันครั้งแรกจะทำงานและแสดงข้อความ
บล็อค FINALLY จะทำงาน

การสร้างข้อยกภัย (Raising an exception)

ฟังก์ชันย่อยที่ตรวจพบปัญหาที่มันแก้ไขไม่ได้อย่างสมเหตุสมผล สามารถ สร้าง (raise) ข้อยกภัยขึ้นเพื่อส่งความรับผิดชอบให้ผู้ที่เรียกใช้งาน:

IF b = 0 THEN RAISE DivideByZero

นี่คือแบบแผนการออกแบบที่เหมาะสมเมื่อฟังก์ชันย่อยรู้ว่ามีอะไรผิดปกติแต่ไม่รู้ว่าจะทำอะไรดี กระบวนการหารรู้ว่าตัวหารเป็นศูนย์ แต่เพียงผู้เรียกใช้งานเท่านั้นที่รู้ว่าจะให้ผู้ใช้ลองใหม่ ใช้ค่าเริ่มต้น หรือเลิกการคำนวณ

ฝึกฝน

subroutine ใช้ RAISE เพื่อ:

ส่งสัญญาณข้อผิดพลาดเพื่อให้ผู้เรียกใช้สามารถจัดการได้
เพิ่มค่าตัวแปร
เปิดไฟล์
จบโปรแกรมทันทีโดยไม่แสดงข้อความ

ฝึกฝน

ทำไม subroutine การหารถึงควร RAISE ข้อยกเว้นแทนที่จะจัดการกับตัวหารเป็นศูนย์เอง?

มันรู้ว่ามีปัญหาเกิดขึ้น แต่มีเพียงผู้เรียกใช้เท่านั้นที่รู้ว่าจะทำอะไรเกี่ยวกับปัญหานั้น
การทิ้งข้อยกเว้น (raising) รวดเร็วกว่าการจัดการ (handling)
subroutine ไม่ได้รับอนุญาตให้ใช้คำสั่ง IF
ทำให้ข้อยกเว้นหายไป

ตำแหน่งในการจัดการ

จัดการข้อยกภัย ใกล้กับจุดที่เกิด เมื่อการตอบสนองนั้นง่ายและเป็นภายในพื้นที่: พิมพ์ข้อความ, ใช้ค่าเริ่มต้น, หรือให้ผู้ใช้ลองอีกครั้ง
จัดการ ในระดับที่สูงขึ้น เมื่อการตัดสินใจขึ้นอยู่กับส่วนที่ใหญ่กว่าของโปรแกรม: whether to abandon a whole transaction, rollback a change, or tell the user the operation failed.
กฎทั่วไป: จับข้อยกภัยในระดับที่มีข้อมูลเพียงพอที่จะตัดสินใจว่าต้อง ทำอะไร ไม่ใช่ระดับที่ตรวจจับปัญหาเป็นครั้งแรก

ตัวอย่างวิธีทำ: สิ่งที่ไม่ควรทำ

Example

นักเขียนโปรแกรมใส่ EXCEPT: (do nothing) ล้อมรอบโปรแกรมนทั้งตัวเพื่อให้มันไม่พังเสมอไป อธิบายว่าทำไมสิ่งนี้จึงเป็นวิธีปฏิบัติที่ไม่ดี
การจัดการกับข้อยกเว้นถูก กลืนกิน: โปรแกรมจะทำงานต่อไปราวกับว่าไม่มีอะไรผิดพลาด occurrence จึงนำข้อมูลที่ยังไม่สมบูรณ์หรือข้อมูลที่ไม่ถูกต้องไปใช้ต่อและสร้างผลลัพธ์ที่ผิดแทนที่จะเกิดความล้มเหลวอย่างชัดเจน
ความล้มเหลวแบบเงียบๆ ตรวจสอบได้ยากกว่า การพัง เพราะไม่มีข้อความแจ้งเตือนและไม่มีการบอกรูปแบบหรือตำแหน่งที่เกิดปัญหา
การจับ ทุก ข้อยกเว้นไว้ในที่เดียวยังทำให้สูญเสียประเภทข้อผิดพลาดเฉพาะเจาะจงไว้ด้วย ทำให้ไม่สามารถเลือกการตอบสนองที่เหมาะสมได้ ตัวจัดการควรจับข้อยกเว้นที่มี ลักษณะเฉพาะ และตอบโต้กับมันจริง ๆ

ฝึกฝน

การ "กลืน" ข้อยกเว้นอย่างเงียบๆ (จับแล้ว不做อะไร) ซ่อนข้อผิดพลาดจริงและทำให้การแก้ไขยาก — คุณควรจัดการกับมันหรืออย่างน้อยก็บันทึก日志

คะแนนที่หลุดหายไป

Watch out

เมื่อเกิดข้อยกเว้น ส่วนที่เหลือของบล็อก TRY จะถูกข้าม ให้ระบุจุดนี้เมื่อทำ Trace
มีเพียง EXCEPT ที่ตรงกันตัวแรก เท่านั้นที่จะทำงาน ไม่ใช่ทั้งหมด
FINALLY ทำงานเสมอ ไม่ว่าจะเป็นเมื่อมีข้อผิดพลาดหรือไม่ ซึ่งนี่คือเหตุผลที่ทำให้มันเหมาะสำหรับการปิดไฟล์
อย่าจับข้อยกเว้นแล้ว不做อะไร (do nothing) ข้อผิดพลาดที่ถูกกลืนกินนั้นแย่กว่าการพัง เพราะโปรแกรมจะดำเนินต่อไปด้วยข้อมูลที่เสียหาย

คุณเข้าใจแล้ว

Key idea

ข้อยกเว้น (exception) คือข้อผิดพลาดระดับ运行时 (run-time); การจัดการกับมันช่วยให้โปรแกรมสามารถตอบสนองได้แทนที่จะพัง ครอบคลุมข้อผิดพลาดที่ ไม่สามารถป้องกันล่วงหน้าได้ และ แยก โค้ดปกติออกจากโค้ดจัดการข้อผิดพลาด
TRY เก็บโค้ดที่มีความเสี่ยง; เมื่อเกิดข้อผิดพลาด ส่วนที่เหลือจะถูก ข้าม และ EXCEPT ที่ตรงกันตัวแรก จะทำงาน; FINALLY ทำงานไม่ว่ากรณีใด ดังนั้นการทำความสะอาด (cleanup) ควรอยู่ใน那里
ฟังก์ชันย่อยที่ไม่สามารถตัดสินใจเลือกการตอบสนองได้ควร RAISE ข้อยกเว้นให้ caller ของมัน
จัดการใกล้ๆ เพื่อการตอบสนองเฉพาะที่ง่าย ๆ หรือจัดHigher up เมื่อการตัดสินใจต้องการมุมมองที่กว้างขึ้น; ห้ามจับมันแล้ว不做อะไร (do nothing) ever