Grundlagen der Informatik I “Programmierung”

Wann immer während der Ausführung des normalen Rumpfes eine Ausnahme auftritt, dann wird diese
Ausführung angehalten und stattdessen die Anweisung Ausnahmebehandlung ausgeführt. Innerhalb dieser
Klausel (und nirgendwo anders) darf die Anweisung retry ausgeführt werden, welche einen Neustart des Anweisungsteils
der Routine auslöst. So könnte zum Beispiel die oben erwähnte fehlerhafte Eingabe so gerettet
werden, daß der Benuzter auf die korrekte Syntax hingewiesen wird und dann erneut die Eingabe gelesen
wird(, bis irgendwann einmal der Geduldsfaden reißt).
numerische eingabe lesen:REAL is
do
message("bitte eine REAL-Zahl eingeben");
io.readreal
Result := io.lastreal
rescue
message("REAL-Syntax: d.d oder d.dEd oder d.dE-d");
retry
end
Zuweilen fällt die Ausnahmebehandlung aufwendiger aus als die eigentliche Routine. So könnte man in der
Routine numerische eingabe lesen erst ab dem zweiten Fehlversuch die Syntax angeben und die Anzahl
der Fehlversuche begrenzen. Der Anweisungsteil bleibt davon jedoch völlig unberührt und somit liegt eine
klare Trennung von der eigentlich vorgesehenen Ausführung und der Behandlung von Fehlern vor – sowohl
im Programmtext als auch während des Ablaufs, in dem im Normalfall die rescue-Klausel keine Rolle spielt. 33
Nur, wenn nach einer Ausnahmesituation ein retry erfolgreich war, kann der Vertrag einer Routine erfüllt
werden. Andernfalls muß sie scheitern. Daher scheitert eine Routinenausführung stets dann, wenn die rescue-
Klausel bis zum Ende ausgeführt wurde, und dem Aufrufer wird das Fehlverhalten mittels einer Ausnahmesituation
mitgeteilt. 34 Im schlimmsten Fall pflanzt sich die Ausnahmesituation durch alle Aufrufe zurück bis
zur Wurzelklasse und beendet dort die Programmausführung.
Bezüglich Korrektheit gelten für die rescue-Klausel andere Anforderungen als für den normalen Anweisungsteil
einer Routine. Zum einen braucht die rescue-Klausel nicht die Nachbedingung der Routine zu erfüllen,
denn ihre Aufgabe ist ja nur, eine Ausnahmesituation einem geordneten Ende entgegenzuführen oder eine
Wiederaufnahme des Anweisungsteils vorzubereiten. Die Nachbedingung einer rescue-Klausel besteht also nur
aus der Klasseninvarianten und ggf. der Vorbedingung der Routine, falls retry aufgerufen wird. Zum anderen
aber muß die rescue-Klausel in jedem Falle fehlerfrei arbeiten. Ihre Vorbedingung ist daher immer true.
Definition 4.3.10 (Korrektheit von Ausnahmebehandlungen)
Innerhalb einer Klasse K mit Invariante INV heißt eine Routine r genau dann Ausnahme-korrekt, wenn
für alle gültigen Argumente xr und jeden Zweig b ihres rescue-Blocks gilt
– { true} b { INV ∧ prer(xr)} , falls b mit retry endet
– { true} b { INV} , falls b ohne retry endet
Die Ausnahme-Korrektheit kann mit den bisher bekannten Verifikationsregeln bewiesen werden.
4.3.8 Debugging
Während der Entwicklung und Erprobung eines Programms läßt man sich üblicherweise eine Reihe von
Testdaten ausgeben, um auf Fehlern schneller auf die Spur zu kommen. Dies ist besonders hilfreich bei
den unvermeidlichen Tippfehler beim Erstellen des Programmtextes, die man auch bei einem gründlichen
33 Weitere Beispiele für einen sinnvollen Einsatz der Ausnahmebehandlung findet man in [Meyer, 1988, Kapitel 7.10.4/5]
34 Fehlt die rescue-Klausel, so wird beim Übersetzen vom Compiler die Klausel “rescue default rescue” eingesetzt. Die
Prozedur default rescue (der Klasse ANY) hat normalerweise keinerlei Wirkung und bewirkt einen sofortigen Abbruch. Sie
kann aber redefiniert werden, falls für ein System eine bestimmte Standardausnahmenbehandlung gewünscht wird.