[Java basic] 12. 예외 처리와 파일 입출력

1. 예외 처리

예외(exception)란

• 프로그램상의 문제로 처리가 필요한 일종의 이벤트
  • 처리되지 못한 예외는 프로그램을 멈춤

예외 처리

try-catch-finally 문

• try문
  • 예외 발생 가능 코드 설정
• catch문
  • 발생 예외를 감지 및 처리
  • try문에서 발생된 에러가 catch문의 소괄호 타입과 같다면, 해당 예외 처리
  • if-else 형식처럼 처리할 내용을 추가할 수 있음
• finally문
  • 반드시 수행될 코드(생략 가능)
• 예시

    try{
        // 예외가 발생할 수 있는 코드
    } catch (예외_타입 레퍼런스변수){
        // 예외 처리를 위해 수행할 코드
    } finally {
        // 예외 발생과 상관없이 항상 수행할 코드
    }
  

예외의 종류

대표 예외 클래스

	예외 클래스명	발생 원인
실행 예외	Arithmetic Exception	숫자를 0으로 나눌때 처럼 잘못된 산술 연산을 하는 경우
	IllegalArgumentException	잘못된 값을 메소드로 전달하는 경우
	IndexOutOfBoundsException	배열 등 범위를 벗어난 인덱스 접근
	NoSuchElementException	요청된 원소를 찾을 수 없는 경우
	NullPointerException	가리키는 것이 없는 참조변수의 활용
	NumberFormatException	잘못된 형식의 숫자 변환
일반 예외	ClassNotFoundException	클래스를 찾을 수 없는 경우
	InterruptedException	인터럽트가 발생한 경우
	IOException	입출력 문제가 생긴 경우

예외의 종류

예외 클래스의 상속 구조

• Throwable클래스로부터 모든 예외가 파생
  • Throwable
    • java.lang 패키지에 위치
    • 프로그램의 모든 문제적 상황을 정의한 것
    • Error 와 Exception 클래스로 확장됨
  • Error
    • 프로그래밍 외적 문제를 정의(메모리 부족, 장치 고장, …)
  • Exception
    • 프로그래밍 내적 문제(코드로 처리가능한 예외)를 정의

➣ Throwable 클래스의 주요 메소드

메소드 종류	설명
public String getMessage()	Throwable 객체의 메시지를 반환
public void printStackTrace()	Throwable 객체의 발생과 전달 과정을 에러 메시지로 출력

실행 예외와 일반 예외

• 실행 예외(unchecked exception)
  • RuntimeException의 자손 클래스
  • 컴파일 단계에서 확인되지 않는 비 검사형 예외
• 일반 예외(checked exception)
  • RuntimeException의 형제군 클래스
  • 컴파일 단계에서 확인되는 검사형 예외

구분	실행 예외	일반 예외
클래스 관계	RuntimeException의 자손 클래스	RuntimeException의 형제 클래스
검사 여부	검사되지 않음	코드 컴파일 단계에서 검사됨
예외 미처리 시	프로그램 수행이 강제 종료됨	컴파일링에 실패함

사용자 정의형 예외

• 자바에서 제공하는 예외를 상속을 통해 확장한 것
• ex. MyException예외 코드 작성 예시

    class MyException extends Exception { // Exception 클래스를 상속 받음
        public MyException(String message){
            super(message); // 예외 시 남겨질 문자열
        }
    }
  

예외의 발생과 전달

예외 발생의 키워드 throw

• 예외의 발생은 throw 키워드를 통해 강제될 수 있음
• ex. throw 예시

    throw new 예외_생성자();
  

예외 전달의 키워드 throws

• 발생된 예외는 throws 키워드를 통해 메소드 호출 위치로 전달 할 수 있음
• ex. throws 예시

    메소드() throws 예외_A, 예외_B{
        ...
    }
  

2. 파일 입출력

파일 입출력(file input/output)이란

• 데이터를 파일로부터 입력받거나 출력받는 행위
• 데이터 보존을 목적으로 함
  • 파일(file)
    • 데이터 관리를 위한 논리적 단위
    • 파일화된 데이터는 스토리지(storage)에 의해 반영구적 보존이 가능

➣ 메모리(memory)와 스토리지(storage)

• 컴퓨터의 기억장치
  • 메모리(memory)
    • 일반적으로 프로그램 데이터가 관리되는 곳
    • 처리 속도는 빠르지만 전원이 꺼지면 데이터가 사라짐
    • ex. RAM
  • 스토리지(storage)
    • RAM보다는 처리 속도는 느리지만 전원 공급 없이 데이터 보존 가능
    • ex. SSD, HDD

파일 입출력 과정

1. 연결
   • 물리적 파일과 실행중인 프로그램 사이의 데이터 흐름 생성 과정
2. 입출력
   • 데이터 흐름을 통해 값을 주고받는 과정
3. 해제
   • 데이터 흐름을 해제함으로써 파일과 연결을 종료하는 과정

파일 입출력 기본 API

File 클래스

• 물리적 파일을 참조하기 위한 클래스
• 파일 결로를 지정해 객체를 만들 수 있음

	형식	설명
생성자	File(String pathname)	pathname에 존재하는 물리적 파일을 위한 File 객체 생성
메소드	boolean exists()	파일의 존재 여부 확인
	boolean createNewFile()	파일 생성
	boolean delete()	파일 삭제
	String getName()	파일 또는 디렉토리명 반환
	boolean isDirectory()	디렉토리 여부 확인

FileWriter 클래스

• 파일에 문자 출력을 가능케 하는 클래스
• File 객체 또는 파일 경로를 지정해 객체를 만들 수 있음

	형식	설명
생성자	FileWriter(File file)	FileWriter 객체 생성: 객체 생성시 파일을 향한 문자 출력 흐름이 만들어짐
메소드	void write(String s)	문자열 s를 파일에 출력
	void write(char[] buf)	문자 배열 buf를 파일에 출력
	void close()	문자 출력 흐름 해제

FileReader 클래스

	형식	설명
생성자	FileReader(File file)	FileReader 객체 생성: 객체 생성시 파일로부터 문자 출력 흐름이 만들어짐
메소드	int read()	문자 입력 흐름으로부터 단일 문자를 읽어오며, 읽어진 값은 정수로 반환
	int read(char[] buf)	문자 입력 흐름으로부터 읽어온 문자를 buf에 저장 후, 그 개수를 반환
	void close()	문자 입력 흐름 해제

3. 람다식

람다(lambda)식이란

• 데이터 처리부에 제공하는 함수 역할을 하는 매개변수를 가진 중괄호 블록
• 자바는 람다식을 익명 구현 객체로 변환
  • 함수형 프로그래밍
    • 함수를 정의하고 이 함수를 데이터 처리부로 보내 데이터를 처리하는 기법
    • 데이터 처리부는 제공된 함수의 입력값으로 데이터를 넣고 함수에 정의된 처리 내용을 실행
• ex. 람다식 형태

    (매개변수, ...) -> { 처리 내용 }
  

람다식 사용법

• ex. message를 출력하는 코드

    public void printMsg(String message) {
        System.out.println(message);
    }
  

• ex. 위를 람다식으로 변경할 시

    (String message) -> {System.out.println(message);}
  

• ex. list라는 ArrayList의 모든 데이터를 출력하는 코드

    for (Integer num : list){
        System.out.println(num);
    }
  

• ex. 위를 람다식으로 변경할 시

    list.forEach(n -> {System.out.println(n);});