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661
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<html>
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Handbuch der Java-Programmierung, 5. Auflage
</title>
</head>
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<td width="7%" align=center bgcolor="#DDCC99"><a href="cover.html"> Titel </a>
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<td align="right">Handbuch der Java-Programmierung, 5. Auflage
<tr bgcolor="#EEFFCC">
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<td width="7%" align=center bgcolor="#DDCC99"><a href="../jdkdocs/api/index.html" onClick="this.href=getApiIndex()"> API </a>
<td align="right">Kapitel 6 - Anweisungen
</table>
<hr>
<!-- Section -->
<a name="sectlevel2id006004"></a>
<h2>6.4 Sonstige Anweisungen </h2>
<hr>
<ul>
<li><a href="k100044.html#sectlevel2id006004">6.4 Sonstige Anweisungen</a>
<ul>
<li><a href="k100044.html#assertanweisung">6.4.1 Die assert-Anweisung</a>
<ul>
<li><a href="k100044.html#sectlevel4id006004001001">Syntax</a>
<li><a href="k100044.html#sectlevel4id006004001002">Bedeutung</a>
<li><a href="k100044.html#sectlevel4id006004001003">An- und Abschalten der Assertions</a>
<li><a href="k100044.html#sectlevel4id006004001004">Anwendungen</a>
<li><a href="k100044.html#sectlevel4id006004001005">Nebeneffekte</a>
<li><a href="k100044.html#sectlevel4id006004001006">Kompatibilität</a>
</ul>
</ul>
</ul>
<hr>
<!-- Section -->
<a name="assertanweisung"></a>
<h3>6.4.1 Die <a name="ixa100422">assert-Anweisung</a> </h3>
<p>
<table border=0 cellspacing=0 cellpadding=0 width=100%>
<tr>
<td width=1 align=left valign=top bgcolor="#000077"><img src="trp1_1.gif"></td>
<td><img src="trp1_1.gif" width=2></td>
<td valign=top width=1000>
<p>
Die Ausführungen in diesem Abschnitt können beim ersten
Lesen übersprungen werden. Bei der <a name="ixa100423"><a href="index_a.html#ixb100056"><font color=#000080><tt>assert</tt></font></a></a>-Anweisung
handelt es sich um ein weiterführendes Konzept, das seit dem
JDK 1.4 zur Verfügung steht. Neben einem grundlegenden Verständnis
von Klassen und Methoden (ab <a href="k100046.html#kapiteloop1">Kapitel 7</a>)
setzt es insbesondere Kenntnisse über das Auslösen und Behandeln
von Ausnahmen voraus, die erst in <a href="k100078.html#kapitelexceptions">Kapitel 12</a>
vermittelt werden. Aus systematischen Gründen soll das Thema
jedoch an dieser Stelle behandelt werden.</td>
<td><img src="trp1_1.gif" width=2></td>
<td valign=top>
<table border=0 cellspacing=0 cellpadding=1 width=100% bgcolor="#000077">
<tr>
<td><font color="#FFFFFF"> Hinweis </font></td>
</tr>
</table>
</td>
<td width=1 align=left valign=top bgcolor="#000077"><img src="trp1_1.gif"></td>
</tr>
</table>
<!-- Section -->
<a name="sectlevel4id006004001001"></a>
<h4>Syntax </h4>
<p>
<table border=0 cellspacing=0 cellpadding=0 width=100% bgcolor="#EEFFCC">
<tr>
<td valign=top width=100%>
<font color="#660066">
<pre>
assert ausdruck1 [ : ausdruck2 ] ;
</pre>
</font>
</td>
</tr>
</table>
<!-- Section -->
<a name="sectlevel4id006004001002"></a>
<h4>Bedeutung </h4>
<p>
<table border=0 cellspacing=0 cellpadding=0 width=100%>
<tr>
<td width=1 align=left valign=top bgcolor="#FF9900"><img src="trp1_1.gif"></td>
<td><img src="trp1_1.gif" width=1></td>
<td width=1 align=left valign=top bgcolor="#FF9900"><img src="trp1_1.gif"></td>
<td><img src="trp1_1.gif" width=2></td>
<td valign=top width=1000>
<p>
Seit dem JDK 1.4 gibt es in Java eine <a href="index_a.html#ixb100056"><font color=#000080><tt>assert</tt></font></a>-Anweisung.
Diese, ursprünglich schon für die erste JDK-Version vorgesehene,
dann aber aus Zeitgründen zurückgestellte Anweisung wird
C- oder C++-Programmierern wohlbekannt sein. Sie dient dazu, an einer
bestimmten Stelle im Programmablauf einen logischen Ausdruck zu platzieren,
von dem der Programmierer annimmt, dass er stets <i>wahr</i> ist.
Ist das der Fall, fährt das Programm mit der nächsten Anweisung
fort, andernfalls wird eine Ausnahme des Typs <a name="ixa100424"><a href="index_a.html#ixb100360"><font color=#000080><tt>AssertionError</tt></font></a></a>
ausgelöst. Ein solcher Ausdruck wird auch als <a name="ixa100425"><i>Invariante</i></a>
bezeichnet, denn er bleibt unverändert <a href="index_t.html#ixb100233"><font color=#000080><tt>true</tt></font></a>,
solange das Programm korrekt funktioniert.</td>
<td><img src="trp1_1.gif" width=2></td>
<td valign=top>
<table border=0 cellspacing=0 cellpadding=1 width=100% bgcolor="#FF9900">
<tr>
<td><font color="#FFFFFF"> JDK1.1-6.0 </font></td>
</tr>
</table>
</td>
<td width=1 align=left valign=top bgcolor="#FF9900"><img src="trp1_1.gif"></td>
</tr>
</table>
<p>
<i>Assertions</i>, wie <a href="index_a.html#ixb100056"><font color=#000080><tt>assert</tt></font></a>-Anweisungen
vereinfachend genannt werden, dienen also dazu, bestimmte Annahmen
über den Zustand des Programms zu verifizieren und sicherzustellen,
dass diese eingehalten werden. Soll im Programm beispielsweise überprüft
werden, ob eine Variable <font color="#000077"><tt>x</tt></font> nicht-negativ
ist, könnte dazu die folgende <a href="index_a.html#ixb100056"><font color=#000080><tt>assert</tt></font></a>-Anweisung
verwendet werden:
<font color="#000077">
<pre>
assert x >= 0;
</pre>
</font>
<p>
Das Programm überprüft die Bedingung und fährt fort,
wenn sie erfüllt ist. Andernfalls wird eine Ausnahme ausgelöst.
Natürlich hätte derselbe Test auch mit Hilfe einer einfachen
<a href="index_i.html#ixb100075"><font color=#000080><tt>if</tt></font></a>-Anweisung
ausgeführt werden können. Die <a href="index_a.html#ixb100056"><font color=#000080><tt>assert</tt></font></a>-Anweisung
hat ihr gegenüber jedoch einige Vorteile:
<ul>
<li>Der Programmcode ist kürzer.
<li>Auf den ersten Blick ist zu erkennen, dass es sich um einen Korrektheits-Check
handelt und nicht um eine Verzweigung zur Steuerung des Programmablaufs.
<li>Assertions lassen sich zur Laufzeit wahlweise an- oder ausschalten.
Im Gegensatz zu einer einfachen <a href="index_i.html#ixb100075"><font color=#000080><tt>if</tt></font></a>-Anweisung
verursachen sie praktisch keine Verschlechterung des Laufzeitverhaltens,
wenn sie deaktiviert sind.
</ul>
<p>
Der im Syntaxdiagramm angegebene <font color="#000077"><tt>ausdruck1</tt></font>
muss immer vom Typ <a href="index_b.html#ixb100072"><font color=#000080><tt>boolean</tt></font></a>
sein, andernfalls gibt es einen Compilerfehler. Fehlt <font color="#000077"><tt>ausdruck2</tt></font>
(er darf von beliebigem Typ sein), wird im Falle des Nichterfülltseins
der Bedingung ein <a href="index_a.html#ixb100360"><font color=#000080><tt>AssertionError</tt></font></a>
mit einer <i>leeren</i> Fehlermeldung erzeugt. Wurde <font color="#000077"><tt>ausdruck2</tt></font>
dagegen angegeben, wird er im Fehlerfall an den Konstruktor von <a href="index_a.html#ixb100360"><font color=#000080><tt>AssertionError</tt></font></a>
übergeben und dient als Meldungstext für das Fehlerobjekt.
<!-- Section -->
<a name="sectlevel4id006004001003"></a>
<h4>An- und Abschalten der Assertions </h4>
<p>
Aus Kompatibilität zu älteren JDK-Versionen sind Assertions
sowohl im Compiler als auch im Interpreter standardmäßig
deaktiviert. Um einen Quellcode zu übersetzen, der Assertions
enthält, kann dem Java-Compiler ab der Version 1.4 die Option
<a name="ixa100426"><a href="index_0.html#ixb100153"><font color=#000080><tt>-source 1.4</tt></font></a></a>
(ab der J2SE 5.0 auch <a href="index_0.html#ixb100154"><font color=#000080><tt>-source 1.5</tt></font></a>)
übergeben werden. Wird dies nicht gemacht, gibt es eine Fehlermeldung,
nach der »assert« ein Schlüsselwort ist und nicht mehr
als Bezeichner verwendet werden darf. Ältere Compilerversionen
melden einen Syntaxfehler. Wir wollen uns ein einfaches Beispielprogramm
ansehen:
<a name="anwendungassertions"></a>
<p>
<table border=0 cellspacing=0 cellpadding=0 width=100% bgcolor="#DDDDDD">
<tr>
<td valign=top>
<font color="#000055">
<pre>
<font color="#555555">001 </font><font color="#00AA00">/* AssertionTest.java */</font>
<font color="#555555">002 </font>
<font color="#555555">003 </font><font color="#0000AA">public</font> <font color="#0000AA">class</font> AssertionTest
<font color="#555555">004 </font>{
<font color="#555555">005 </font> <font color="#0000AA">public</font> <font color="#0000AA">static</font> <font color="#006699">void</font> main(String[] args)
<font color="#555555">006 </font> {
<font color="#555555">007 </font> <font color="#0000AA">assert</font> args.length >= 2; <a name="anwendungassertions.a"></a>
<font color="#555555">008 </font> <font color="#006699">int</font> i1 = Integer.parseInt(args[0]);
<font color="#555555">009 </font> <font color="#006699">int</font> i2 = Integer.parseInt(args[1]);
<font color="#555555">010 </font> <font color="#0000AA">assert</font> i2 != 0 : <font color="#0000FF">"Teilen durch 0 nicht moeglich"</font>; <a name="anwendungassertions.b"></a>
<font color="#555555">011 </font> System.out.println(i1 + <font color="#0000FF">"/"</font> + i2 + <font color="#0000FF">"="</font> + (i1/i2));
<font color="#555555">012 </font> }
<font color="#555555">013 </font>}</pre>
</font>
</td>
<td valign=top align=right>
<a href="../examples/AssertionTest.java"><font color="#000055" size=-1>AssertionTest.java</font></a></td>
</tr>
</table>
<i>
Listing 6.9: Anwendung von Assertions</i></p>
<p>
Das Beispielprogramm verwendet zwei Assertions, um sicherzustellen,
dass mindestens zwei Kommandozeilenargumente übergeben werden
und dass das zweite von ihnen nicht 0 ist. Es kann mit folgendem Kommando
übersetzt werden, wenn der Compiler mindestens die Version 1.4
hat:
<font color="#333300">
<pre>
javac -source 1.4 AssertionTest.java
</pre>
</font>
<p>
Um das Programm laufen zu lassen, kennt der Java-Interpreter ab der
Version 1.4 die Kommandozeilenoptionen <a name="ixa100427"><a href="index_0.html#ixb100362"><font color=#000080><tt>-enableassertions</tt></font></a></a>
und <a name="ixa100428"><a href="index_0.html#ixb100363"><font color=#000080><tt>-disableassertions</tt></font></a></a>,
die mit <a name="ixa100429"><a href="index_0.html#ixb100364"><font color=#000080><tt>-ea</tt></font></a></a>
bzw. <a name="ixa100430"><a href="index_0.html#ixb100365"><font color=#000080><tt>-da</tt></font></a></a>
abgekürzt werden können. Ihre Syntax lautet:
<p>
<table border=0 cellspacing=0 cellpadding=0 width=100% bgcolor="#EEFFCC">
<tr>
<td valign=top width=100%>
<font color="#660066">
<pre>
java [ -enableassertions | -ea ] [:PaketName... | :KlassenName ]
java [ -disableassertions | -da ] [:PaketName... | :KlassenName ]
</pre>
</font>
</td>
</tr>
</table>
<p>
Werden die Optionen ohne nachfolgenden Paket- oder Klassennamen angegeben,
werden die Assertions für alle Klassen mit Ausnahme der Systemklassen
<font color="#000077"><tt>java.*</tt></font> an- bzw. ausgeschaltet.
Wird, durch einen Doppelpunkt getrennt, ein Klassenname angegeben,
gilt die jeweilige Option nur für diese Klasse. Wird ein Paketname
angegeben (von einem Klassennamen durch drei angehängte Punkte
zu unterscheiden), erstreckt sich die Option auf alle Klassen innerhalb
des angegebenen Pakets. Die Optionen können mehrfach angegeben
werden, sie werden der Reihe nach ausgewertet. Wird keine dieser Optionen
angegeben, sind die Assertions deaktiviert.
<p>
Soll unser Beispielprogramm mit aktivierten Assertions ausgeführt
werden, kann also folgendes Kommando verwendet werden:
<font color="#333300">
<pre>
java -ea AssertionTest
</pre>
</font>
<p>
In diesem Fall gibt es sofort eine Fehlermeldung, denn die erste <a href="index_a.html#ixb100056"><font color=#000080><tt>assert</tt></font></a>-Anweisung
ist nicht erfüllt. Rufen wir das Programm mit zwei Zahlen als
Argumente auf, wird erwartungsgemäß deren Quotient berechnet:
<font color="#333300">
<pre>
java -ea AssertionTest 100 25
</pre>
</font>
<p>
Die Ausgabe lautet:
<font color="#333300">
<pre>
100/25=4
</pre>
</font>
<p>
Wenn das zweite Argument dagegen 0 ist, gibt es eine Fehlermeldung,
weil die zweite Assertion nicht erfüllt ist. Auch in diesem Fall
steigt das Programm mit einem <a href="index_a.html#ixb100360"><font color=#000080><tt>AssertionError</tt></font></a>
aus, der zusätzlich die Fehlermeldung »Teilen durch 0 nicht
moeglich« enthält, die wir nach dem Doppelpunkt in <a href="k100044.html#anwendungassertions.b">Zeile 010</a>
angegeben haben:
<font color="#333300">
<pre>
Exception in thread "main" java.lang.AssertionError:
Teilen durch 0 nicht moeglich
...
</pre>
</font>
<p>
Wird das Programm mit deaktivierten Assertions aufgerufen, verhält
es sich, als wären die Zeilen <a href="k100044.html#anwendungassertions.a">007</a>
und <a href="k100044.html#anwendungassertions.b">010</a> gar nicht
vorhanden. In diesem Fall gibt es die üblichen Laufzeitfehler,
die bei einem Zugriff auf ein nicht vorhandenes Array-Element oder
die Division durch 0 entstehen.
<!-- Section -->
<a name="sectlevel4id006004001004"></a>
<h4>Anwendungen </h4>
<p>
Genau genommen war das vorige Programm kein wirklich gutes Beispiel
für die Anwendung von Assertions. Das Überprüfen der
an ein Programm übergebenen Kommandozeilenparameter sollte nämlich
besser einer <a name="ixa100431"><a href="index_i.html#ixb100366"><font color=#000080><tt>IllegalArgumentException</tt></font></a></a>
überlassen werden:
<a name="listingid006010"></a>
<p>
<table border=0 cellspacing=0 cellpadding=0 width=100% bgcolor="#DDDDDD">
<tr>
<td valign=top>
<font color="#000055">
<pre>
<font color="#555555">001 </font><font color="#0000AA">public</font> <font color="#0000AA">class</font> Listing0610
<font color="#555555">002 </font>{
<font color="#555555">003 </font> <font color="#0000AA">public</font> <font color="#0000AA">static</font> <font color="#006699">void</font> main(String[] args)
<font color="#555555">004 </font> {
<font color="#555555">005 </font> <font color="#0000AA">if</font> (args.length < 2) {
<font color="#555555">006 </font> <font color="#0000AA">throw</font> <font color="#0000AA">new</font> IllegalArgumentException();
<font color="#555555">007 </font> }
<font color="#555555">008 </font> ...
<font color="#555555">009 </font> }
<font color="#555555">010 </font>}</pre>
</font>
</td>
</tr>
</table>
<i>
Listing 6.10: Verwendung einer IllegalArgumentException</i></p>
<p>
Genau wie bei der Übergabe eines Arguments an eine öffentliche
Methode sollte es nicht einfach möglich sein, deren Überprüfung
zur Laufzeit abzuschalten. Da ein Programm bei der Übergabe von
Werten an öffentliche Schnittstellen keinerlei Annahmen darüber
machen kann, ob diese Werte korrekt sind, sollte die Überprüfung
dieser Werte immer aktiv sein. Die Verwendung von Assertions empfiehlt
sich also in diesem Fall nicht. Weitere Beispiele für derartige
öffentliche Schnittstellen sind etwa die Daten, die über
eine grafische Benutzerschnittstelle in ein Programm gelangen oder
die aus Dateien oder über Netzwerkverbindungen eingelesen werden.
In all diesen Fällen sollten nicht-abschaltbare Fehlerprüfungen
anstelle von Assertions verwendet werden.
<p>
Der Einsatz von Assertions ist dagegen immer dann sinnvoll, wenn Daten
aus unbekannten Quellen bereits verifiziert sind. Wenn also das Nichterfülltsein
einer Assertion einen Programmfehler anzeigt und nicht fehlerhafte
Eingabedaten. Beispiele sind:
<ul>
<li>Die Überprüfung von Parametern, die an nicht-öffentliche
Methoden übergeben werden. Diese können nur dann falsch
sein, wenn das <i>eigene Programm</i> sie fehlerhaft übergibt.
Kann nach dem Test der Software davon ausgegangen werden, dass ein
bestimmter Codeteil fehlerfrei ist, ist es legitim, die Assertions
in diesem Bereich zu deaktivieren und so die Performance des Programms
zu verbessern. Innerhalb der Test- und Debugphase dagegen sind die
Assertions eine große Hilfe beim Aufdecken von verdeckten Fehlern.
<li>Die Verwendung in <a name="ixa100432"><i>Postconditions</i></a>,
also in Bedingungen, die <i>am Ende einer Methode</i> erfüllt
sein müssen. Postconditions dienen dazu, sicherzustellen, dass
eine Methode bei korrekten Eingabewerten (die ihrerseits durch <a name="ixa100433"><i>Preconditions</i></a>
abgesichert werden) auch korrekte Ergebnisse produziert. Beispielsweise
könnte am Ende der <font color="#000077"><tt>push</tt></font>-Methode
eines Stacks sichergestellt werden, dass der Stack nicht-leer ist.
<li>Die Überprüfung von <a name="ixa100434"><i>Schleifeninvarianten</i></a>,
also von Bedingungen, die am Anfang oder Ende einer Schleife <i>bei
jedem</i> Schleifendurchlauf erfüllt sein müssen. Dies ist
besonders bei Schleifen sinnvoll, die so komplex sind, dass beim Programmieren
eine Art »Restunsicherheit« bezüglich ihrer Korrektheit
bestehen bleibt.
<li>Die Markierung von »toten Zweigen« in <a href="index_i.html#ixb100075"><font color=#000080><tt>if</tt></font></a>-
oder <a href="index_c.html#ixb100350"><font color=#000080><tt>case</tt></font></a>-Anweisungen,
die normalerweise niemals erreicht werden sollten. Anstatt hier einen
Kommentar der Art »kann niemals erreicht werden« zu platzieren,
könnte auch eine Assertion mit <a href="index_f.html#ixb100234"><font color=#000080><tt>false</tt></font></a>
als Argument gesetzt werden. Wird dieser Zweig später tatsächlich
einmal aufgrund eines Programmfehlers durchlaufen, geschieht dies
wenigstens nicht unerkannt, sondern das Programm liefert eine Fehlermeldung
und zeigt den Ort des Problems an.
</ul>
<p>
<table border=0 cellspacing=0 cellpadding=0 width=100%>
<tr>
<td width=1 align=left valign=top bgcolor="#000077"><img src="trp1_1.gif"></td>
<td><img src="trp1_1.gif" width=2></td>
<td valign=top width=1000>
<p>
Sowohl Pre- als auch Postconditions wurden mit der Programmiersprache
<a name="ixa100435"><i>Eiffel</i></a>, die Bertrand Meyer <a name="ixa100436"></a>
in seinem Buch »Object-oriented Software Construction« 1988
vorgestellt hat, einer breiteren Öffentlichkeit bekannt. Das
im JDK 1.4 implementierte Assertion-Konzept entspricht allerdings
nicht in allen Aspekten Meyer's ausgefeiltem »Programming by
Contract«. Dort gibt es beispielsweise explizite Schlüsselwörter
für Pre- und Postconditions, und es ist möglich, in Postconditions
auf den »alten« Wert eines Parameters zuzugreifen (also
auf den, den er beim Eintritt in die Methode hatte).</td>
<td><img src="trp1_1.gif" width=2></td>
<td valign=top>
<table border=0 cellspacing=0 cellpadding=1 width=100% bgcolor="#000077">
<tr>
<td><font color="#FFFFFF"> Hinweis </font></td>
</tr>
</table>
</td>
<td width=1 align=left valign=top bgcolor="#000077"><img src="trp1_1.gif"></td>
</tr>
</table>
<p>
Dennoch stellen Assertions ein wichtiges Hilfsmittel dar, um Programme
zuverlässiger und besser lesbar zu machen. Das folgende Programm
zeigt verschiedene Anwendungen von Assertions am Beispiel einer einfachen
Klasse zur Speicherung von Listen von Ganzzahlen:
<a name="simpleintlist"></a>
<p>
<table border=0 cellspacing=0 cellpadding=0 width=100% bgcolor="#DDDDDD">
<tr>
<td valign=top>
<font color="#000055">
<pre>
<font color="#555555">001 </font><font color="#0000AA">public</font> <font color="#0000AA">class</font> SimpleIntList
<font color="#555555">002 </font>{
<font color="#555555">003 </font> <font color="#0000AA">private</font> <font color="#006699">int</font>[] data;
<font color="#555555">004 </font> <font color="#0000AA">private</font> <font color="#006699">int</font> len;
<font color="#555555">005 </font>
<font color="#555555">006 </font> <font color="#0000AA">public</font> SimpleIntList(<font color="#006699">int</font> size)
<font color="#555555">007 </font> {
<font color="#555555">008 </font> <font color="#006699">this</font>.data = <font color="#0000AA">new</font> <font color="#006699">int</font>[size];
<font color="#555555">009 </font> <font color="#006699">this</font>.len = 0;
<font color="#555555">010 </font> }
<font color="#555555">011 </font>
<font color="#555555">012 </font> <font color="#0000AA">public</font> <font color="#006699">void</font> add(<font color="#006699">int</font> value)
<font color="#555555">013 </font> {
<font color="#555555">014 </font> <font color="#00AA00">//Precondition als RuntimeException</font>
<font color="#555555">015 </font> <font color="#0000AA">if</font> (full()) { <a name="simpleintlist.f"></a>
<font color="#555555">016 </font> <font color="#0000AA">throw</font> <font color="#0000AA">new</font> RuntimeException(<font color="#0000FF">"Liste voll"</font>);
<font color="#555555">017 </font> }
<font color="#555555">018 </font> <font color="#00AA00">//Implementierung</font>
<font color="#555555">019 </font> data[len++] = value;
<font color="#555555">020 </font> <font color="#00AA00">//Postcondition</font>
<font color="#555555">021 </font> <font color="#0000AA">assert</font> !empty(); <a name="simpleintlist.a"></a>
<font color="#555555">022 </font> }
<font color="#555555">023 </font>
<font color="#555555">024 </font> <font color="#0000AA">public</font> <font color="#006699">void</font> bubblesort()
<font color="#555555">025 </font> {
<font color="#555555">026 </font> <font color="#0000AA">if</font> (!empty()) {
<font color="#555555">027 </font> <font color="#006699">int</font> cnt = 0;
<font color="#555555">028 </font> <font color="#0000AA">while</font> (<font color="#006699">true</font>) {
<font color="#555555">029 </font> <font color="#00AA00">//Schleifeninvariante</font>
<font color="#555555">030 </font> <font color="#0000AA">assert</font> cnt++ < len: <font color="#0000FF">"Zu viele Iterationen"</font>; <a name="simpleintlist.b"></a>
<font color="#555555">031 </font> <font color="#00AA00">//Implementierung...</font>
<font color="#555555">032 </font> <font color="#006699">boolean</font> sorted = <font color="#006699">true</font>;
<font color="#555555">033 </font> <font color="#0000AA">for</font> (<font color="#006699">int</font> i = 1; i < len; ++i) {
<font color="#555555">034 </font> <font color="#0000AA">if</font> (sortTwoElements(i - 1, i)) {
<font color="#555555">035 </font> sorted = <font color="#006699">false</font>;
<font color="#555555">036 </font> }
<font color="#555555">037 </font> }
<font color="#555555">038 </font> <font color="#0000AA">if</font> (sorted) {
<font color="#555555">039 </font> <font color="#0000AA">break</font>;
<font color="#555555">040 </font> }
<font color="#555555">041 </font> }
<font color="#555555">042 </font> }
<font color="#555555">043 </font> }
<font color="#555555">044 </font>
<font color="#555555">045 </font> <font color="#0000AA">public</font> <font color="#006699">boolean</font> empty()
<font color="#555555">046 </font> {
<font color="#555555">047 </font> <font color="#0000AA">return</font> len <= 0;
<font color="#555555">048 </font> }
<font color="#555555">049 </font>
<font color="#555555">050 </font> <font color="#0000AA">public</font> <font color="#006699">boolean</font> full()
<font color="#555555">051 </font> {
<font color="#555555">052 </font> <font color="#0000AA">return</font> len >= data.length;
<font color="#555555">053 </font> }
<font color="#555555">054 </font>
<font color="#555555">055 </font> <font color="#0000AA">private</font> <font color="#006699">boolean</font> sortTwoElements(<font color="#006699">int</font> pos1, <font color="#006699">int</font> pos2)
<font color="#555555">056 </font> {
<font color="#555555">057 </font> <font color="#00AA00">//Private Preconditions</font>
<font color="#555555">058 </font> <font color="#0000AA">assert</font> (pos1 >= 0 && pos1 < len); <a name="simpleintlist.c"></a>
<font color="#555555">059 </font> <font color="#0000AA">assert</font> (pos2 >= 0 && pos2 < len); <a name="simpleintlist.d"></a>
<font color="#555555">060 </font> <font color="#00AA00">//Implementierung...</font>
<font color="#555555">061 </font> <font color="#006699">boolean</font> ret = <font color="#006699">false</font>;
<font color="#555555">062 </font> <font color="#0000AA">if</font> (data[pos1] > data[pos2]) {
<font color="#555555">063 </font> <font color="#006699">int</font> tmp = data[pos1];
<font color="#555555">064 </font> data[pos1] = data[pos2];
<font color="#555555">065 </font> data[pos2] = tmp;
<font color="#555555">066 </font> ret = <font color="#006699">true</font>;
<font color="#555555">067 </font> }
<font color="#555555">068 </font> <font color="#00AA00">//Postcondition</font>
<font color="#555555">069 </font> <font color="#0000AA">assert</font> data[pos1] <= data[pos2] : <font color="#0000FF">"Sortierfehler"</font>; <a name="simpleintlist.e"></a>
<font color="#555555">070 </font> <font color="#0000AA">return</font> ret;
<font color="#555555">071 </font> }
<font color="#555555">072 </font>}</pre>
</font>
</td>
<td valign=top align=right>
<a href="../examples/SimpleIntList.java"><font color="#000055" size=-1>SimpleIntList.java</font></a></td>
</tr>
</table>
<i>
Listing 6.11: Anwendung von Assertions</i></p>
<p>
Precondition-Assertions sind in den Zeilen <a href="k100044.html#simpleintlist.c">058</a>
und <a href="k100044.html#simpleintlist.d">059</a> zu sehen. Sie stellen
sicher, dass die Methode mit gültigen Array-Indizes aufgerufen
wird. Eine Precondition, die als <a href="index_r.html#ixb100372"><font color=#000080><tt>RuntimeException</tt></font></a>
implementiert wurde, findet sich in <a href="k100044.html#simpleintlist.f">Zeile 015</a>
und prüft, ob die Liste vor dem Einfügen eines weiteren
Elements bereits voll ist. Während die Postcondition in <a href="k100044.html#simpleintlist.a">Zeile 021</a>
eher formaler Natur ist, überprüft jene in <a href="k100044.html#simpleintlist.e">Zeile 069</a>,
ob das Sortieren der Elemente tatsächlich erfolgreich war. Die
Schleifeninvariante in <a href="k100044.html#simpleintlist.b">Zeile 030</a>
stellt sicher, dass der Bubblesort nicht zu viele Arraydurchläufe
macht, was ein Indiz dafür wäre, dass er in eine Endlosschleife
geraten wäre.
<!-- Section -->
<a name="sectlevel4id006004001005"></a>
<h4>Nebeneffekte </h4>
<p>
<table border=0 cellspacing=0 cellpadding=0 width=100%>
<tr>
<td width=1 align=left valign=top bgcolor="#CC0000"><img src="trp1_1.gif"></td>
<td><img src="trp1_1.gif" width=1></td>
<td width=1 align=left valign=top bgcolor="#CC0000"><img src="trp1_1.gif"></td>
<td><img src="trp1_1.gif" width=2></td>
<td valign=top width=1000>
<p>
Normalerweise sollten die Ausdrücke in Assertions keine Nebeneffekte
enthalten. Also keinen Code, der Variablen verändert oder den
Status des Programms auf andere Weise modifiziert. Der Grund dafür
ist, dass diese Nebeneffekte bei abgeschalteten Assertions natürlich
nicht ausgeführt werden. Das Programm würde sich also anders
verhalten, als wenn die Assertions angeschaltet wären. Dadurch
können sehr schwer zu findende Fehler entstehen. Generell gilt,
dass die Funktionalität des Programms nicht davon abhängen
sollte, ob die Assertions an- oder abgeschaltet sind.</td>
<td><img src="trp1_1.gif" width=2></td>
<td valign=top>
<table border=0 cellspacing=0 cellpadding=1 width=100% bgcolor="#CC0000">
<tr>
<td><font color="#FFFFFF"> Warnung </font></td>
</tr>
</table>
</td>
<td width=1 align=left valign=top bgcolor="#CC0000"><img src="trp1_1.gif"></td>
</tr>
</table>
<p>
Allerdings kann es berechtigte Ausnahmen geben. Ein Gegenbeispiel
liefert etwa das vorige Listing in <a href="k100044.html#simpleintlist.b">Zeile 030</a>.
Hier wird innerhalb der Assertion die Zählervariable <font color="#000077"><tt>cnt</tt></font>
inkrementiert, also eine Variable verändert. Das ist allerdings
unkritisch, denn diese wird auch nur innerhalb der Assertion benötigt,
spielt ansonsten im Programm aber keine Rolle. Variablen, die auch
an anderen Stellen im Programm verwendet werden, sollten allerdings
nicht innerhalb von Assertions verändert werden.
<!-- Section -->
<a name="sectlevel4id006004001006"></a>
<h4>Kompatibilität </h4>
<p>
Wie schon erwähnt, gibt es Assertions erst seit der Version 1.4
des JDK. Ihre Verwendung wirft leider einige Kompatibilitätsprobleme
auf:
<ul>
<li>Ein Quelltext, der <a href="index_a.html#ixb100056"><font color=#000080><tt>assert</tt></font></a>-Anweisungen
enthält, kann nur mit einem Compiler übersetzt werden, der
mindestens die Version 1.4 unterstützt. Ältere Compiler
halten eine <a href="index_a.html#ixb100056"><font color=#000080><tt>assert</tt></font></a>-Anweisung
für eine Schlüsselwort und melden einen Syntaxfehler. Das
Gleiche passiert, wenn der JDK-1.4-oder-höher-Compiler ohne die
Option <a href="index_0.html#ixb100153"><font color=#000080><tt>-source 1.4</tt></font></a>
aufgerufen wird, nur ist dann die Fehlermeldung klarer.
<li>Bytecode von Klassen, die <a href="index_a.html#ixb100056"><font color=#000080><tt>assert</tt></font></a>-Anweisungen
enthalten, läßt sich nicht auf älteren virtuellen
Maschinen ausführen, denn die vom Compiler generierten Zugriffe
auf Felder und Klassen sind dort nicht vorhanden.
</ul>
<p>
Was folgt daraus? Assertions lassen sich nur dann sinnvoll einsetzen,
wenn der Entwickler mindestens einen JDK-1.4.Compiler besitzt <i>und</i>
davon ausgehen kann, dass auf allen Zielsystemen, für die er
entwickelt, ein mindestens 1.4-kompatibles Laufzeitsystem vorhanden
ist. Letzteres ist mitunter nicht unbedingt der Fall. Der Reiz von
Java liegt ja gerade in seiner Plattformunabhängigkeit, und bis
auf allen wichtigen Zielsystemen ein JDK-1.4-Laufzeitsystem zur Verfügung
stehen wird und auch installiert ist, könnte es noch einige Zeit
dauern. Wegen der zur Installation eines neueren JDKs oft erforderlichen
Betriebssystempatches auf UNIX- oder Host-Systemen sind noch immer
viele derartige Systeme mit älteren JDKs ausgestattet.
<p>
<b>Fazit</b>: Assertions sind ein ausgezeichnetes Mittel, um Code
lesbarer und robuster zu gestalten. Während der Debugphase helfen
sie bei der Fehlersuche. Sofern keine Kompatibilität zu älteren
JDK-Versionen erforderlich ist, sollten sie daher unbedingt verwendet
werden. Kann dagegen nicht sichergestellt werden, dass die Zielsysteme
mindestens das JDK 1.4 unterstützen, können Assertions nicht
verwendet werden.
<hr>
<table border=0 cellpadding=0 cellspacing=1 width="100%">
<tr bgcolor="#EEFFCC">
<td width="7%" align=center bgcolor="#DDCC99"><a href="cover.html"> Titel </a>
<td width="7%" align=center bgcolor="#DDCC99"><a href="k100003.html"> Inhalt </a>
<td width="7%" align=center bgcolor="#DDCC99"><a href="search.html"> Suchen </a>
<td width="7%" align=center bgcolor="#DDCC99"><a href="index.html"> Index </a>
<td width="7%" align=center bgcolor="#DDCC99"><a href="../jdkdocs/index.html" onClick="this.href=getDocIndex()"> DOC </a>
<td align="right">Handbuch der Java-Programmierung, 5. Auflage, Addison
Wesley, Version 5.0.1
<tr bgcolor="#EEFFCC">
<td width="7%" align=center bgcolor="#DDCC99"><a href="k100040.html"> << </a>
<td width="7%" align=center bgcolor="#DDCC99"><a href="k100043.html"> < </a>
<td width="7%" align=center bgcolor="#DDCC99"><a href="k100045.html"> > </a>
<td width="7%" align=center bgcolor="#DDCC99"><a href="k100046.html"> >> </a>
<td width="7%" align=center bgcolor="#DDCC99"><a href="../jdkdocs/api/index.html" onClick="this.href=getApiIndex()"> API </a>
<td align="right">© 1998, 2007 Guido Krüger & Thomas
Stark, <a href="http://www.javabuch.de">http://www.javabuch.de</a>
</table>
<a name="endofbody"></a>
</body>
</html>
|
