第15章　例外処理

この章の目的

この章では、プログラムの実行中に発生するエラーに対応するための 例外処理(exception handling)を学習します。

これまでに何度も書いてきた次のコードを思い出してください。

string input = Console.ReadLine();
int number = int.Parse(input);

正しく数値が入力されれば問題なく動きますが、abc のような文字列が入力されると 実行中にエラー になります。ファイル操作や DB 接続でも、同じように「実行してみないと分からない問題」がよく起こります。

入力ミス(数値以外、空文字)
ファイルが存在しない・アクセスできない
DB に接続できない・SQL が間違っている
ネットワークが切れている

このような実行時の問題に プログラムを落とさず安全に対応 する仕組みが、例外処理です。特に、第 17 章以降の DB 接続では、例外処理が必須になります。

この章では次のことを目指します。

例外とは何かを知る
try-catch の基本形を使える
例外が発生してもプログラムを終了させずに対応できる
例外の種類を見分けられる
finally の役割を理解する
入力エラー・ファイル操作エラーに対応できる

この章でできるようになること

この章を終えると、次のことができるようになります。

例外とは何かを説明できる
実行時エラーとコンパイルエラーの違いをおおまかに説明できる
try-catch の基本形を書ける
FormatException などの代表的な例外クラスを知っている
Exception オブジェクトからエラーメッセージを取得できる
複数の catch を使って例外の種類ごとに処理を分けられる
catch の順序ルール(具体的な例外を先に)を説明できる
finally の役割を説明できる
int.TryParse で安全に数値入力を処理できる
throw で自分で例外を発生させられる
ファイル操作・DB 接続で例外処理が重要になる理由を説明できる

本章で使用する環境

項目	内容
開発環境	Visual Studio 2022
プロジェクト種類	コンソールアプリ
対象フレームワーク	.NET 8
ソリューション名	`Chapter15`
プロジェクト名	`Ch15_ExceptionHandling`

csproj の Nullable は disable に変更してください

プロジェクト作成後、Ch15_ExceptionHandling.csproj を開き、<Nullable>disable</Nullable> に変更してください。

詳しい手順は、第 1 章「1-1 プロジェクトを作成する」を参照してください。

作業前チェック

作業を始める前に、次の内容を確認してください。

Console.ReadLine で入力を受け取れる
int.Parse で文字列を数値に変換できる
if 文・while 文を書ける
メソッドを作成できる
ファイルの読み書き(File クラス)の基本(第 9 章)
直前の章までの内容を Git に提出済みである

15-1　例外とは

コンパイルエラーと実行時エラー

プログラムのエラーには大きく 2 種類あります。

種類	発生タイミング	例
コンパイルエラー	実行する前(VS の編集中に発見)	セミコロン抜け、スペルミス、型不一致
実行時エラー(例外)	実行中	数値変換失敗、ファイル不存在、0 除算

コンパイルエラーは VS が赤波線で教えてくれるので比較的気付けます。 例外は実行してみないと分からない ため、対応を準備しておく必要があります。

例外を起こしてみる

次のコードを Program.cs に貼って実行してください。

1
namespace Ch15_ExceptionHandling;
2

3
internal class Program
4
{
5
    static void Main(string[] args)
6
    {
7
        Console.Write("整数を入力してください:");
8
        string input = Console.ReadLine();
9
        int number = int.Parse(input);
10

11
        Console.WriteLine($"入力された数値:{number}");
12
    }
13
}

数値(例:123)を入力すれば正常に動きます。しかし、abc のような文字列を入力すると例外が発生 します。

実行例(abc を入力):

整数を入力してください:abc
ハンドルされていない例外: System.FormatException: The input string 'abc' was not in a correct format.
   場所 ...

このように、プログラムが途中で強制終了 してしまいました。発生した例外の名前は FormatException です。

代表的な例外クラス

C# には目的別にたくさんの例外クラスが用意されています。すべてを覚える必要はありませんが、よく出会うものを挙げます。

例外クラス	主な発生シーン
`FormatException`	`int.Parse` などで数値変換に失敗
`DivideByZeroException`	整数を 0 で割った
`IndexOutOfRangeException`	配列の範囲外にアクセスした(第 6 章)
`NullReferenceException`	`null` の変数に `.プロパティ` でアクセスした(第 11 章)
`FileNotFoundException`	指定したファイルが見つからない
`IOException`	ファイル入出力で問題が起きた
`ArgumentException`	引数が不正(自分で `throw` するときにも使える)
`InvalidOperationException`	操作できない状態で処理を呼んだ

例外には種類があり、後で見るように 種類ごとに対応を分けられる のが C# の例外処理の特徴です。

15-2　try-catch の基本形

try-catch の構造

例外処理の基本形は try-catch です。

try
{
    // 例外が発生する可能性がある処理
}
catch
{
    // 例外が発生したときの処理
}

try ブロックの中で例外が発生すると、その時点で try 内の処理は中断され、catch ブロックへ処理が移ります。例外が発生しなければ、catch は実行されません。

数値変換エラーをつかまえる

先ほどのコードを try-catch で囲み、abc を入れてもプログラムが落ちないようにします。

1
namespace Ch15_ExceptionHandling;
2

3
internal class Program
4
{
5
    static void Main(string[] args)
6
    {
7
        Console.Write("整数を入力してください:");
8
        string input = Console.ReadLine();
9

10
        try
11
        {
12
            int number = int.Parse(input);
13
            Console.WriteLine($"入力された数値:{number}");
14
        }
15
        catch
16
        {
17
            Console.WriteLine("整数に変換できませんでした。");
18
        }
19

20
        Console.WriteLine("処理を終了します。");
21
    }
22
}

実行例(abc を入力):

整数を入力してください:abc
整数に変換できませんでした。
処理を終了します。

実行例(123 を入力):

整数を入力してください:123
入力された数値:123
処理を終了します。

例外は発生していますが、catch で受け止めているので プログラム全体は最後まで進みます。

catch で例外情報を受け取る

catch (Exception ex) の形で書くと、例外オブジェクトを受け取れます。 ex.Message で 発生した例外の説明文 を取得できます。

1
namespace Ch15_ExceptionHandling;
2

3
internal class Program
4
{
5
    static void Main(string[] args)
6
    {
7
        Console.Write("整数を入力してください:");
8
        string input = Console.ReadLine();
9

10
        try
11
        {
12
            int number = int.Parse(input);
13
            Console.WriteLine($"入力された数値:{number}");
14
        }
15
        catch (Exception ex)
16
        {
17
            Console.WriteLine("エラーが発生しました。");
18
            Console.WriteLine($"内容:{ex.Message}");
19
        }
20

21
        Console.WriteLine("処理を終了します。");
22
    }
23
}

実行例(abc を入力):

整数を入力してください:abc
エラーが発生しました。
内容:The input string 'abc' was not in a correct format.
処理を終了します。

ex.Message の文言は環境やバージョンで多少変わりますが、何が起きたか を教えてくれます。研修中はこのメッセージで原因を確認できます。

補足:Exception は例外の親玉

Exception は、すべての例外クラスの 親(基底クラス) です。 FormatException も IOException も、この Exception を親とする継承関係にあります(継承については第 13 章で扱います)。 catch (Exception ex) は「何でも捕まえる」という意味になります。

15-3　複数の catch で種類別に対応する

例外の種類で処理を分ける

try の後ろに catch を 複数並べる ことができます。例外の種類に応じて違う処理をしたい場合に使います。

try
{
    処理
}
catch (FormatException)
{
    数値変換エラーの場合
}
catch (Exception ex)
{
    その他のエラーの場合
}

0 除算と数値変換を両方扱う

割られる数と割る数を入力し、結果を表示するプログラムです。

数値以外を入力した場合 → FormatException
割る数に 0 を入れた場合 → DivideByZeroException

両方を別々の catch で扱います。

1
namespace Ch15_ExceptionHandling;
2

3
internal class Program
4
{
5
    static void Main(string[] args)
6
    {
7
        try
8
        {
9
            Console.Write("割られる数を入力してください:");
10
            int number1 = int.Parse(Console.ReadLine());
11

12
            Console.Write("割る数を入力してください:");
13
            int number2 = int.Parse(Console.ReadLine());
14

15
            int result = number1 / number2;
16
            Console.WriteLine($"計算結果:{result}");
17
        }
18
        catch (FormatException)
19
        {
20
            Console.WriteLine("整数として正しい形式で入力してください。");
21
        }
22
        catch (DivideByZeroException)
23
        {
24
            Console.WriteLine("0 で割ることはできません。");
25
        }
26
        catch (Exception ex)
27
        {
28
            Console.WriteLine("予期しないエラーが発生しました。");
29
            Console.WriteLine($"内容:{ex.Message}");
30
        }
31
    }
32
}

実行例 1(数値以外を入力):

割られる数を入力してください:abc
整数として正しい形式で入力してください。

実行例 2(0 を入力):

割られる数を入力してください:10
割る数を入力してください:0
0 で割ることはできません。

実行例 3(正常):

割られる数を入力してください:10
割る数を入力してください:3
計算結果:3

catch の順序ルール

複数の catch を書くときは、具体的な例外を先、Exception を後 にします。

// OK
catch (FormatException) { ... }
catch (DivideByZeroException) { ... }
catch (Exception ex) { ... }

逆順に書くと、Exception がすべての例外を捕まえてしまい、後ろの具体的な catch に 永久に到達しなくなります。

// NG
catch (Exception ex) { ... }     // ← ここですべて捕まえる
catch (FormatException) { ... }  // ← ここには到達しない(警告/エラー)

C# のコンパイラがこのパターンに警告を出してくれます。

15-4　finally で必ず実行する処理

finally とは

finally は、try-catch のあとに付ける特別なブロックで、例外が発生してもしなくても、最後に必ず実行されます。

try
{
    処理
}
catch (Exception ex)
{
    例外が発生したときの処理
}
finally
{
    必ず実行する処理(後片付け)
}

主な使い道は、後片付け処理です。

ファイルを閉じる
DB 接続を閉じる
ロックを解放する
ログを出す

finally の動きを確認する

1
namespace Ch15_ExceptionHandling;
2

3
internal class Program
4
{
5
    static void Main(string[] args)
6
    {
7
        Console.Write("整数を入力してください:");
8
        string input = Console.ReadLine();
9

10
        try
11
        {
12
            int number = int.Parse(input);
13
            Console.WriteLine($"入力された数値:{number}");
14
        }
15
        catch (FormatException)
16
        {
17
            Console.WriteLine("整数として正しい形式で入力してください。");
18
        }
19
        finally
20
        {
21
            Console.WriteLine("入力処理を終了します。");
22
        }
23

24
        Console.WriteLine("プログラムを終了します。");
25
    }
26
}

実行例(正常):

整数を入力してください:123
入力された数値:123
入力処理を終了します。
プログラムを終了します。

実行例(異常):

整数を入力してください:abc
整数として正しい形式で入力してください。
入力処理を終了します。
プログラムを終了します。

正常時も異常時も、「入力処理を終了します。」 が必ず表示されます。

DB 接続との関係(後章への布石)

後の DB 接続編では、次のような構造で書くことが多くなります。

DB に接続する
SQL を実行する
結果を読み取る
DB 接続を閉じる   ← 例外が出ても忘れたくない

DB 接続は 開いたまま放置すると、サーバー側のリソースが枯渇する など重大な問題になります。そのため、finally で必ず閉じる、というのが昔からのパターンです。

ただし、現代の C# では using 文 を使って自動で閉じる書き方も使います。これは第 17 章以降で扱います。

15-5　TryParse で例外を出さずに変換する

例外を出すのは「コスト」

int.Parse + try-catch で数値変換エラーに対応できますが、入力チェック程度のことに毎回例外を発生させるのは大げさ という考え方もあります。例外には、内部的に「どこで起きたか」「どう呼ばれたか」などの情報を集める処理が走るため、それなりに重い のです。

そこで、入力チェックには int.TryParse が便利です。

方法	失敗時	向いている場面
`int.Parse`	例外が発生する	入力が正しい前提の内部処理
`int.TryParse`	`false` を返すだけ(例外なし)	ユーザー入力のチェック

TryParse の使い方

int.TryParse は、変換に成功したかを bool で返し、変換結果は out パラメータ で受け取ります。

int number;
bool success = int.TryParse(input, out number);

結果	`success`	`number`
`"123"`	`true`	`123`
`"abc"`	`false`	`0`(初期値)

out は「変換できた値を、この変数に書き込んでください」という指定です。よく使う書き方として、変数宣言を out の中に書く短縮形もあります。

bool success = int.TryParse(input, out int number);

TryParse を使った数値入力

1
namespace Ch15_ExceptionHandling;
2

3
internal class Program
4
{
5
    static void Main(string[] args)
6
    {
7
        Console.Write("整数を入力してください:");
8
        string input = Console.ReadLine();
9

10
        if (int.TryParse(input, out int number))
11
        {
12
            Console.WriteLine($"入力された数値:{number}");
13
        }
14
        else
15
        {
16
            Console.WriteLine("整数として正しい形式で入力してください。");
17
        }
18
    }
19
}

実行例(正常):

整数を入力してください:123
入力された数値:123

実行例(異常):

整数を入力してください:abc
整数として正しい形式で入力してください。

try-catch を使わずに、エラーを処理できました。

正しい数値が入力されるまで再入力させる

while (true) と組み合わせると、正しい数値が入力されるまで何度も聞き直す プログラムになります。

1
namespace Ch15_ExceptionHandling;
2

3
internal class Program
4
{
5
    static void Main(string[] args)
6
    {
7
        int number;
8

9
        while (true)
10
        {
11
            Console.Write("整数を入力してください:");
12
            string input = Console.ReadLine();
13

14
            if (int.TryParse(input, out number))
15
            {
16
                break;
17
            }
18

19
            Console.WriteLine("整数として正しい形式で入力してください。");
20
        }
21

22
        Console.WriteLine($"入力された数値:{number}");
23
    }
24
}

実行例:

整数を入力してください:abc
整数として正しい形式で入力してください。
整数を入力してください:12.5
整数として正しい形式で入力してください。
整数を入力してください:42
入力された数値:42

このパターンは、ユーザー入力を扱うコンソールアプリで頻繁に使います。

15-6　throw で自分から例外を発生させる

throw とは

プログラムの中で、あえて例外を発生させたいことがあります。たとえば、商品価格にマイナスが指定された場合 ── プログラムとしては明らかに不正です。

このようなときに throw を使います。

throw new ArgumentException("価格にマイナス値は指定できません。");

これは、第 7 章で学んだ new クラス名(...) の形と同じです。例外オブジェクトを作って throw で投げます。

Product クラスで価格をチェックする

Product.cs:

1
namespace Ch15_ExceptionHandling;
2

3
class Product
4
{
5
    public string ProductName { get; private set; }
6
    public int Price { get; private set; }
7

8
    public Product(string productName, int price)
9
    {
10
        if (price < 0)
11
        {
12
            throw new ArgumentException("価格にマイナス値は指定できません。");
13
        }
14

15
        ProductName = productName;
16
        Price = price;
17
    }
18

19
    public string GetDisplayText()
20
    {
21
        return $"{ProductName}:{Price}円";
22
    }
23
}

Program.cs:

1
namespace Ch15_ExceptionHandling;
2

3
internal class Program
4
{
5
    static void Main(string[] args)
6
    {
7
        try
8
        {
9
            Product product = new Product("ノート", -100);
10
            Console.WriteLine(product.GetDisplayText());
11
        }
12
        catch (ArgumentException ex)
13
        {
14
            Console.WriteLine("引数エラーが発生しました。");
15
            Console.WriteLine($"内容:{ex.Message}");
16
        }
17
    }
18
}

実行結果:

引数エラーが発生しました。
内容:価格にマイナス値は指定できません。

-100 という不正な価格を渡したので、Product のコンストラクター内で例外が発生し、Main 側の catch で受け止めています。

例外と if 文の使い分け

例外は便利ですが、何でも例外で処理するのはやり過ぎ です。

ユーザーがよく入力ミスをするケース
  → if 文・TryParse で対応する(例外を出さない)

「呼び出し方が間違っている」「ありえない状態」
  → 例外として throw する

たとえば、上記の Product クラスでは、コンストラクターを呼ぶ側が「マイナス価格は渡さない」のが当然です。それでもマイナスが渡されたら、プログラムの呼び出し方が間違っている ので例外で知らせます。

一方、ユーザーが Console.ReadLine でうっかり数字以外を入力するのは「よくあること」なので、TryParse で淡々とエラー表示すれば十分です。

15-7　ファイル操作と例外処理

File 操作で起こりうる例外

第 9 章で File.ReadAllLines などを学びました。ファイル操作では、次のような例外が起こり得ます。

例外	発生シーン
`FileNotFoundException`	指定したファイルが見つからない
`DirectoryNotFoundException`	指定したフォルダが見つからない
`UnauthorizedAccessException`	アクセス権がない
`IOException`	その他のファイル入出力エラー(他プロセスが使用中など)

File.Exists で事前確認しても、確認直後に削除される可能性があるため、try-catch での例外対応も併用 するのが安全です。

ファイル読み込みの例外処理

1
namespace Ch15_ExceptionHandling;
2

3
internal class Program
4
{
5
    static void Main(string[] args)
6
    {
7
        string filePath = "employee_names.txt";
8

9
        try
10
        {
11
            string[] lines = File.ReadAllLines(filePath);
12

13
            foreach (string line in lines)
14
            {
15
                Console.WriteLine(line);
16
            }
17
        }
18
        catch (FileNotFoundException)
19
        {
20
            Console.WriteLine("ファイルが見つかりません。");
21
        }
22
        catch (Exception ex)
23
        {
24
            Console.WriteLine("ファイル読み込み中にエラーが発生しました。");
25
            Console.WriteLine($"内容:{ex.Message}");
26
        }
27
    }
28
}

実行例(ファイルが存在しない場合):

ファイルが見つかりません。

employee_names.txt を bin\Debug\net8.0\ フォルダに置いてから実行すると、内容が表示されます。

ファイル書き込みの例外処理

1
namespace Ch15_ExceptionHandling;
2

3
internal class Program
4
{
5
    static void Main(string[] args)
6
    {
7
        string filePath = "app.log";
8
        string text = $"{DateTime.Now.ToString("yyyy/MM/dd HH:mm:ss")} アプリを実行しました。{Environment.NewLine}";
9

10
        try
11
        {
12
            File.AppendAllText(filePath, text);
13
            Console.WriteLine("ログを書き込みました。");
14
        }
15
        catch (IOException ex)
16
        {
17
            Console.WriteLine("ファイル書き込み中にエラーが発生しました。");
18
            Console.WriteLine($"内容:{ex.Message}");
19
        }
20
        catch (Exception ex)
21
        {
22
            Console.WriteLine("予期しないエラーが発生しました。");
23
            Console.WriteLine($"内容:{ex.Message}");
24
        }
25
    }
26
}

実行結果:

ログを書き込みました。

IOException を先に書き、その他を Exception で受ける形です。

15-8　DB 接続に向けた例外処理の考え方

DB 接続で起こりうる問題

第 17 章以降の DB 接続では、次のような問題が常に起こりえます。

SQL Server が起動していない
接続文字列が間違っている
ユーザー名・パスワードが違う
ネットワーク・サービスの問題
SQL 文の文法ミス、テーブル名・列名の間違い
取得した値が想定と違う(NULL 含む)

DB 接続では、実行時の問題に必ず備える必要があります。

後の章で書くことになる構造

実際の DB 接続コードは第 17 章で扱いますが、構造のイメージは次のようになります。

try
{
    // DB に接続する
    // SQL を実行する
    // 結果を読み取る
}
catch (Exception ex)
{
    // エラー内容を表示する(またはログに残す)
}
finally
{
    // 必要に応じて DB 接続を閉じる
}

using 文を使えば finally を書かずに自動で閉じる書き方もあります(第 17 章で扱う)。

押さえておきたい考え方:

DB 接続は失敗することがある
失敗したときに、プログラムがただ落ちるだけでは困る
エラー内容を確認できるようにする
リソース(接続)は必ず解放する

業務アプリでは例外メッセージを表に出しすぎない

研修中は学習のため ex.Message を画面に表示します。しかし、業務アプリでは利用者にそのまま見せないのが普通 です。

例外メッセージには、次のような情報が含まれることがあります。

接続文字列(サーバー名・ユーザー名)
SQL 文・テーブル名・列名
内部のシステム情報

これが利用者に見えると、システムの内部構造が漏れたり、ユーザーが混乱したりします。業務アプリでは次のような対応が一般的です。

出力先	内容
利用者向け画面	「データの取得に失敗しました。管理者に連絡してください。」
開発者向けログ	例外メッセージ・スタックトレース・呼び出し元情報

研修では ex.Message を確認しますが、本番想定のときは表示方法を考える、と覚えておきましょう。

よくあるつまずき

つまずき	原因	対応
例外処理の必要性が分からない	正常系だけで考えている	入力ミスやファイル不存在を想定する
`try` の中に何を書くか分からない	例外が発生しそうな処理を意識できていない	変換、ファイル、DB 接続などを入れる
`catch` が実行されない	例外が発生していない	正常時は `catch` に入らない
`catch (Exception)` だけにしてしまう	例外の種類を分けていない	必要に応じて具体的な例外を先に書く
catch の順番でエラー	`Exception` を先に書いている	具体的な例外を先、`Exception` を後
`finally` の意味が分からない	正常時も異常時も実行されることを知らない	後片付け処理を書く場所と覚える
`TryParse` の `out` が分からない	変換結果の受け取り方に慣れていない	「成功時に値を入れる箱」と覚える
例外を握りつぶしてしまう	`catch` だけ書いて何もしない	最低限メッセージ表示やログ出力を行う
何でも例外で処理しようとする	条件分岐との使い分けが曖昧	入力チェックは `TryParse` や `if` も使う
`throw` のあとに何か続けて書く	`throw` でメソッドが終わると気付いていない	`throw` 以降のコードは到達しない

学んだことチェック

ペア確認

研修の進め方によっては、隣の人またはチーム内で説明確認を行います。

次の内容を、自分の言葉で説明してください。

例外とは何ですか。
try にはどんな処理を書きますか。
catch はいつ実行されますか。
FormatException はどんなときに発生しますか。
finally は何のために使いますか。
int.Parse と int.TryParse の違いは何ですか。
throw はどんなときに使いますか。
DB 接続で例外処理が重要になるのはなぜですか。
業務アプリで例外メッセージをそのまま画面に出さない方がよい理由は何ですか。

説明するときは、完全な答えでなくても構いません。自分の言葉で説明しようとすることが大切です。

演習課題

この章の演習課題に取り組みます。

本章では タイマー方式 で進めます。次の 3 段階で取り組んでください。

段階	時間	内容
① 準備	10 分(目安)	上の「ペア確認」と、これから取り組む課題(仕様)の読み込み。ペアや講師に質問してよい
② ソロ作業	35 分(タイマーで計測)	一人で課題に取り組む。タイマーが鳴ったら、完成・未完成にかかわらず作業を止めて提出する
③ チーム時間	講師が指定する発表開始時刻まで	チーム内でコードレビューを行い、発表者を決める。実装の続行も可。時間配分はチームで管理する

評価対象はタイマー時点で提出されたコードです(タイマー後に書き足した分は評価には含まれません)。 発表開始時刻は厳守 です。チーム時間中も、その時刻が来たら全員手を止めて発表に移ります。

演習の進め方の詳細は、付録A「演習の進め方」 を参照してください。

この章の演習の進め方

課題はソリューション Kadai15 の中に作成してください。 課題ごとに別のプロジェクトを作成 し、指定されたプロジェクト名を使います。

課題	必須/発展	プロジェクト名	作成する主なファイル
課題 15-1	必須	`Kd15_01_TryCatchBasic`	`Program.cs`
課題 15-2	必須	`Kd15_02_MultipleCatch`	`Program.cs`
課題 15-3	必須	`Kd15_03_TryParseInput`	`Program.cs`
課題 15-4	発展	`Kd15_04_RetryInput`	`Program.cs`
課題 15-5	発展	`Kd15_05_ProductThrow`	`Program.cs`、`Product.cs`
課題 15-6	発展	`Kd15_06_FileException`	`Program.cs`

フォルダ構成は次のようになります。

Kadai15/                          ← 課題用ソリューションフォルダ
  Kadai15.sln
  Kd15_01_TryCatchBasic/
  Kd15_02_MultipleCatch/
  Kd15_03_TryParseInput/
  Kd15_04_RetryInput/
  Kd15_05_ProductThrow/
  Kd15_06_FileException/

補足:ソリューションに複数のプロジェクトを追加する方法

最初の課題で Kadai15 ソリューションと Kd15_01_TryCatchBasic プロジェクトを同時に作成します。

2 つ目以降の課題は、ソリューションエクスプローラーで Kadai15 を右クリックし、追加 → 新しいプロジェクト から追加します。

演習の共通ルール

以下は、本章のすべての課題に共通する作業です。各課題の本文には繰り返し書きません。

作業	内容	参照
プロジェクト作成時の設定	「最上位レベルのステートメントを使用しない」にチェック	第 1 章 1-1
csproj の編集	`<Nullable>disable</Nullable>` に変更	第 1 章 1-1
`namespace` の書き方	ファイルスコープ形式(`namespace XXX;`)で書く	第 7 章冒頭
クラスファイルの追加	ソリューションエクスプローラーでプロジェクトを右クリック → 追加 → クラス(課題 15-5 の `Product.cs` など)	第 7 章 7-7
ファイルを保存して実行	`Ctrl + S` で保存 → `F5` で実行	第 1 章 1-2

特に 2 つ目以降のプロジェクトも、新規追加するたびに csproj の Nullable を disable に変更する 必要があります。

提出ルール(タイマー方式)

35 分のタイマーが鳴ったら手を止め、git add → commit → push を行います。評価対象はタイマー時点のコミットのみです(タイマー後の追加は評価外)。
Chapter15 タイマー提出: <どこまで完成> / <詰まったポイント>
例:Chapter15 タイマー提出: 15-1〜15-2完成、15-3は途中 / TryParse の out の書き方で詰まった

サーバへコピー提出の場合

Git 不調で講師指示があれば、push の代わりに Kadai15 フォルダをサーバへコピーし、提出先に 提出メモ.txt を作成します(内容:どこまで完成 / 詰まったポイント)。

タイマー後のチーム時間

発表開始時刻まで、コードレビュー / 発表者選出 / 実装続行(任意・評価外)。時間配分はチームの判断、発表開始時刻は厳守。

必須課題

まずは、全員が必須課題に取り組んでください。

課題 15-1　try-catch で数値変換エラーに対応する

整数を入力し、int.Parse で変換するプログラムを try-catch で囲んでください。数値以外が入力された場合は、エラーメッセージを表示して、プログラムは正常に終了するようにしてください。

実行例(正常):

整数を入力してください:123
入力された数値:123
処理を終了します。

実行例(異常):

整数を入力してください:abc
整数として正しい形式で入力してください。
処理を終了します。

条件:

try-catch を使う
catch (FormatException) を使う
例外発生後も「処理を終了します。」が表示されること

課題 15-2　複数の catch + finally で割り算

2 つの整数を入力し、割り算の結果を表示してください。次の場合をそれぞれ別の catch で処理し、最後に finally で必ずメッセージを表示してください。

状況	例外	表示するメッセージ
数値以外を入力	`FormatException`	「整数として正しい形式で入力してください。」
割る数に 0 を入力	`DivideByZeroException`	「0 で割ることはできません。」
その他のエラー	`Exception`	「予期しないエラーが発生しました。」 + `ex.Message`
必ず	(なし)	`finally` で「計算処理を終了します。」

実行例(正常):

割られる数を入力してください:10
割る数を入力してください:3
計算結果:3
計算処理を終了します。

実行例(0 入力):

割られる数を入力してください:10
割る数を入力してください:0
0 で割ることはできません。
計算処理を終了します。

条件:

catch (FormatException) → catch (DivideByZeroException) → catch (Exception ex) の順番を守る
finally で必ず終了メッセージを出す

課題 15-3　TryParse で安全に数値入力する

int.TryParse を使って、整数を 1 つ入力するプログラムを作成してください。 try-catch は使わないでください。

実行例(正常):

整数を入力してください:42
入力された数値:42

実行例(異常):

整数を入力してください:abc
整数として正しい形式で入力してください。

条件:

int.TryParse(input, out int number) を使う
if (...) { ... } else { ... } で分岐する
try-catch を 使わない

発展課題

必須課題が終わった人は、発展課題に取り組んでください。発展課題からは、仕様だけが提示されます。実装方法は自分で考えてください。

課題 15-4　正しい年齢が入力されるまで再入力させる

ユーザーから「年齢」を入力してもらうプログラムを作成してください。正しい範囲の整数(0 以上 150 以下)が入力されるまで、何度でも聞き直すようにします。

仕様

メッセージは「年齢を入力してください:」
入力チェック:
- 整数に変換できない場合 → 「整数として正しい形式で入力してください。」
- 0 未満または 150 超 → 「0 以上 150 以下で入力してください。」
正しく入力できたら「入力された年齢:N」と表示して終了

実装ヒント

while (true) + int.TryParse + if で範囲チェック
範囲外なら continue で再入力に戻す

実行例:

年齢を入力してください:abc
整数として正しい形式で入力してください。
年齢を入力してください:200
0 以上 150 以下で入力してください。
年齢を入力してください:25
入力された年齢:25

課題 15-5　Product クラスで不正な価格を例外にする

商品を表す Product クラスを別ファイル(Product.cs)で作成し、コンストラクターで価格をチェックしてください。価格がマイナスの場合は ArgumentException を投げ、Main 側で catch してください。

Product クラス仕様

ファイル名:Product.cs
プロパティ:ProductName (string)、Price (int)、どちらも get; private set;
コンストラクター:Product(string productName, int price)
- price < 0 なら throw new ArgumentException("価格にマイナス値は指定できません。");
メソッド:GetDisplayText() で "{ProductName}:{Price}円" を返す

Main メソッド仕様

try ブロックの中で、次の 2 通りを順に実行する
1. new Product("ノート", 180) を作成して表示
2. new Product("消しゴム", -50) を作成して表示(ここで例外発生)
catch (ArgumentException ex) でエラーメッセージを表示

実行結果例:

ノート:180円
引数エラーが発生しました。
内容:価格にマイナス値は指定できません。

課題 15-6　ファイル読み書きの例外処理

employee_names.txt を読み込んで内容を表示し、その後 app.log に「読み込み完了:現在日時」を追記するプログラムを作成してください。ファイル操作で起こりうる例外を、複数の catch で適切に処理します。

仕様

読み込みフェーズ:
- File.ReadAllLines("employee_names.txt") で読み込む
- 全行を foreach で表示
- FileNotFoundException → 「ファイルが見つかりません。」
- その他の例外 → 「読み込み中にエラーが発生しました。」+ ex.Message
書き込みフェーズ:
- File.AppendAllText("app.log", $"読み込み完了:{DateTime.Now:yyyy/MM/dd HH:mm:ss}{Environment.NewLine}")
- IOException → 「ログ書き込み中にエラーが発生しました。」+ ex.Message
- その他の例外 → 「予期しないエラーが発生しました。」+ ex.Message
それぞれ別の try-catch で書く(1 つの大きな try にまとめない)
最後に finally で「処理を終了します。」と表示する try-catch-finally を全体の外側に書く必要はない(各フェーズの try-catch の後に普通に書けば OK)

事前準備

bin\Debug\net8.0\ フォルダに employee_names.txt を作成し、社員名(山田二郎、佐藤昭夫、山口洋子など)を 3 行書いておく。ファイルがない状態でも実行して、FileNotFoundException の動きも確認すること。

実行例(ファイル有):

山田二郎
佐藤昭夫
山口洋子
ログを書き込みました。
処理を終了します。

実行例(ファイル無):

ファイルが見つかりません。
ログを書き込みました。
処理を終了します。

提出前チェックリスト

Git への提出

タイマーが鳴ったら、第 15 章の課題プロジェクト群(Kadai15 ソリューション)をその場で Git に提出します。

git status
git add .
git commit -m "Chapter15 タイマー提出: <どこまで完成> / <詰まったポイント>"
git push origin main

実行例:

git commit -m "Chapter15 タイマー提出: 15-1〜15-3完成、15-4は途中 / 範囲チェックの再入力ループで詰まった"

Git の詳しい操作は 付録 C、コミットメッセージ形式とサーバコピー提出は本章冒頭「演習課題 > 提出ルール」を参照してください。

この章のまとめ

この章では、例外処理を学習しました。

例外は、プログラムの実行中に発生する問題
例外の種類:FormatException・DivideByZeroException・FileNotFoundException・IOException など
try-catch で例外を捕まえ、プログラムが落ちないようにできる
catch (Exception ex) で例外オブジェクトを受け取り、ex.Message で内容を確認できる
複数の catch を書けるが、具体的な例外を先・Exception を後 にする
finally は、例外の有無にかかわらず最後に必ず実行される(後片付けに使う)
int.TryParse を使えば、例外を出さずに変換可否をチェックできる
int.TryParse + while で、再入力させる定番パターンを書ける
throw new ArgumentException(...) で自分から例外を発生させられる
例外と if 文の使い分け:よくある入力ミスは TryParse、ありえない状態は例外
ファイル操作・DB 接続では例外処理が必須になる
業務アプリでは、例外メッセージをそのまま利用者に見せない配慮も重要

次章の予告

次章からは、いよいよ データベース を扱います。

まず第 16 章では、研修で使うデータベースの 土台づくり を行います。SQL Server Management Studio(SSMS)を使って、研修用データベース TrainingDB とテーブルを作成し、サンプルデータを投入します。続く第 17 章で、C# のコンソールアプリから TrainingDB に接続し、この章で学んだ try-catch-finally と、新しく学ぶ using 文を組み合わせて、安全に DB を操作するパターンを身に付けます。

第 7 章から学んできたクラスやメソッド、そして本章の例外処理が、ここから一気に実用シーンで活きてきます。

第15章 例外処理

この章の目的

この章でできるようになること

本章で使用する環境

作業前チェック

15-1 例外とは

コンパイルエラーと実行時エラー

例外を起こしてみる

代表的な例外クラス

15-2 try-catch の基本形

try-catch の構造

数値変換エラーをつかまえる

catch で例外情報を受け取る

15-3 複数の catch で種類別に対応する

例外の種類で処理を分ける

0 除算と数値変換を両方扱う

catch の順序ルール

15-4 finally で必ず実行する処理

finally とは

finally の動きを確認する

DB 接続との関係(後章への布石)

15-5 TryParse で例外を出さずに変換する

例外を出すのは「コスト」

TryParse の使い方

TryParse を使った数値入力

正しい数値が入力されるまで再入力させる

15-6 throw で自分から例外を発生させる

throw とは

Product クラスで価格をチェックする

例外と if 文の使い分け

15-7 ファイル操作と例外処理

File 操作で起こりうる例外

ファイル読み込みの例外処理

ファイル書き込みの例外処理

15-8 DB 接続に向けた例外処理の考え方

DB 接続で起こりうる問題

後の章で書くことになる構造

業務アプリでは例外メッセージを表に出しすぎない

よくあるつまずき

学んだことチェック

ペア確認

演習課題

この章の演習の進め方

演習の共通ルール

必須課題

課題 15-1 try-catch で数値変換エラーに対応する

課題 15-2 複数の catch + finally で割り算

課題 15-3 TryParse で安全に数値入力する

発展課題

課題 15-4 正しい年齢が入力されるまで再入力させる

課題 15-5 Product クラスで不正な価格を例外にする

課題 15-6 ファイル読み書きの例外処理

提出前チェックリスト

Git への提出

この章のまとめ

次章の予告

第15章　例外処理

15-1　例外とは

15-2　try-catch の基本形

15-3　複数の catch で種類別に対応する

15-4　finally で必ず実行する処理

15-5　TryParse で例外を出さずに変換する

15-6　throw で自分から例外を発生させる

15-7　ファイル操作と例外処理

15-8　DB 接続に向けた例外処理の考え方

課題 15-1　try-catch で数値変換エラーに対応する

課題 15-2　複数の catch + finally で割り算

課題 15-3　TryParse で安全に数値入力する

課題 15-4　正しい年齢が入力されるまで再入力させる

課題 15-5　Product クラスで不正な価格を例外にする

課題 15-6　ファイル読み書きの例外処理