【 JavaSE 】- 12 异常

    科技2025-03-13  35

    能够辨别程序中异常和错误的区别 说出异常的分类 说出虚拟机处理异常的方式 列举出常见的三个运行期异常 能够使用try…catch关键字处理异常 能够使用throws关键字处理异常 能够自定义异常类 能够处理自定义异常类

    1 异常

    1.1 异常概念

    异常,就是不正常的意思。

    在生活中:医生说,你的身体某个部位有异常,该部位和正常相比有点不同,该部位的功能将受影响。在程序中的意思就是:

    异常 :指的是程序在执行过程中,出现的非正常的情况,最终会导致 JVM 的非正常停止。

    在Java等面向对象的编程语言中,异常本身是一个类,产生异常就是创建异常对象并抛出了一个异常对象。Java处理异常的方式是中断处理。

    异常指的并不是语法错误,语法错了,编译不通过,不会产生字节码文件,根本不能运行。

    1.2 异常体系

    异常机制其实是帮助我们 找到 程序中的问题,异常的根类是java.lang.Throwable,其下有两个子类:java.lang.Error与java.lang.Exception,平常所说的异常指 java.lang.Exception。

    Throwable体系:

    Error:严重错误 Error,无法通过处理的错误,只能事先避免,好比绝症。Exception:表示异常,异常产生后程序员可以通过代码的方式纠正,使程序继续运行,是必须要处理的。好比感冒、阑尾炎。

    Throwable中的常用方法:

    public void printStackTrace():打印异常的详细信息。

    包含了异常的类型,异常的原因,还包括异常出现的位置,在开发和调试阶段,都得使用printStackTrace。

    public String getMessage():获取发生异常的原因。

    提示给用户的时候,就提示错误原因。

    public String toString() :获取异常的类型和异常描述信息(不用)。

    出现异常,不要紧张,把异常的简单类名,拷贝到API中去查。

    1.3 异常分类

    我们平常说的异常就是指Exception,因为这类异常一旦出现,我们就要对代码进行更正,修复程序。

    异常(Exception)的分类:根据在编译时期还是运行时期去检查异常?

    编译时期异常:checked异常。在编译时期,就会检查,如果没有处理异常,则编译失败。(如日期格式化异常)运行时期异常:runtime异常。在运行时期,检查异常。在编译时期,运行异常不会编译器检测(不报错)。(如数学异常)

    1.4 异常的产生过程解析

    先运行下面的程序,程序会产生一个数组索引越界异常 ArrayIndexOfBoundsException。我们通过图解来解析下异常产生的过程。

    工具类

    public class ArrayTools { // 对给定的数组通过给定的角标获取元素。 public static int getElement(int[] arr, int index) { int element = arr[index]; return element; } }

    测试类

    public class ExceptionDemo { public static void main(String[] args) { int[] arr = { 34, 12, 67 }; intnum = ArrayTools.getElement(arr, 4) System.out.println("num=" + num); System.out.println("over"); } }

    上述程序执行过程图解:


    2 异常的处理

    Java异常处理的五个关键字:try、catch、finally、throw、throws

    2.1 抛出异常 throw

    在编写程序时,我们必须要考虑程序出现问题的情况。比如,在定义方法时,方法需要接受参数。那么,当调用方法使用接受到的参数时,首先需要先对参数数据进行合法的判断,数据若不合法,就应该告诉调用者,传递合法的数据进来。这时需要使用抛出异常的方式来告诉调用者。

    在 java 中,提供了一个 throw 关键字,它 用来抛出一个指定的异常对象。那么,抛出一个异常具体如何操作呢?

    创建一个异常对象。封装一些提示信息(信息可以自己编写)。

    需要将这个异常对象告知给调用者。怎么告知呢?怎么将这个异常对象传递到调用者处呢?通过关键字throw就可以完成。throw 异常对象。

    throw用在方法内,用来抛出一个异常对象,将这个异常对象传递到调用者处,并结束当前方法的执行。

    使用格式:

    throw new 异常类名(参数);

    例如:

    throw new NullPointerException("要访问的arr数组不存在"); throw new ArrayIndexOutOfBoundsException("该索引在数组中不存在,已超出范围");

    学习完抛出异常的格式后,我们通过下面程序演示下throw的使用。

    public class ThrowDemo { public static void main(String[] args) { //创建一个数组 int[] arr = {2,4,52,2}; //根据索引找对应的元素 int index = 4; int element = getElement(arr, index); System.out.println(element); System.out.println("over"); } /* * 根据 索引找到数组中对应的元素 */ public static int getElement(int[] arr,int index){ //判断 索引是否越界 if(index<0 || index>arr.length-1){ /* 判断条件如果满足,当执行完throw抛出异常对象后,方法已经无法继续运算。 这时就会结束当前方法的执行,并将异常告知给调用者。这时就需要通过异常来解决。 */ throw new ArrayIndexOutOfBoundsException("哥们,角标越界了~~~"); } int element = arr[index]; return element; } } Exception in thread "main" java.lang.ArrayIndexOutOfBoundsException: 哥们,角标越界了~~~ at cn.ys.ThrowDemo.getElement(ThrowDemo.java:24) at cn.ys.ThrowDemo.main(ThrowDemo.java:9)

    注意:如果产生了问题,我们就会throw将问题描述类即异常进行抛出,也就是将问题返回给该方法的调用者。 那么对于调用者来说,该怎么处理呢?一种是进行捕获处理,另一种就是继续将问题声明出去,使用throws声明处理。

    2.2 Objects 非空判断

    还记得我们学习过一个类Objects吗,曾经提到过它由一些静态的实用方法组成,这些方法是null-save(空指针安全的)或null-tolerant(容忍空指针的),那么在它的源码中,对对象为null的值进行了抛出异常操作。

    public static <T> T requireNonNull(T obj):查看指定引用对象不是null。

    查看源码发现这里对为 null 的进行了抛出异常操作:

    public static <T> T requireNonNull(T obj) { if (obj == null) throw new NullPointerException(); return obj; }

    2.3 声明异常throws

    声明异常:将问题标识出来,报告给调用者。如果方法内通过throw抛出了编译时异常,而没有捕获处理(稍后讲解该方式),那么必须通过throws进行声明,让调用者去处理。

    关键字 throws 运用于方法声明之上,用于表示当前方法不处理异常,而是提醒该方法的调用者来处理异常(抛出异常).

    声明异常格式:

    修饰符 返回值类型 方法名(参数) throws 异常类名1,异常类名2…{ }

    声明异常的代码演示:

    public class ThrowsDemo { public static void main(String[] args) throws FileNotFoundException { read("a.txt"); } // 如果定义功能时有问题发生需要报告给调用者。可以通过在方法上使用throws关键字进行声明 public static void read(String path) throws FileNotFoundException { if (!path.equals("a.txt")) {//如果不是 a.txt这个文件 // 我假设 如果不是 a.txt 认为 该文件不存在 是一个错误 也就是异常 throw throw new FileNotFoundException("文件不存在"); } } }

    throws用于进行异常类的声明,若该方法可能有多种异常情况产生,那么在throws后面可以写多个异常类,用逗号隔开。

    public class ThrowsDemo2 { public static void main(String[] args) throws IOException { read("a.txt"); } public static void read(String path)throws FileNotFoundException, IOException { if (!path.equals("a.txt")) {//如果不是 a.txt这个文件 // 我假设 如果不是 a.txt 认为 该文件不存在 是一个错误 也就是异常 throw throw new FileNotFoundException("文件不存在"); } if (!path.equals("b.txt")) { throw new IOException(); } } }

    2.4 捕获异常 try…catch

    如果异常出现的话,会立刻终止程序,所以我们得处理异常:

    该方法不处理,而是声明抛出,由该方法的调用者来处理(throws)。在方法中使用 try-catch 的语句块来处理异常。

    try-catch 的方式就是捕获异常。

    捕获异常:Java 中对异常有针对性的语句进行捕获,可以对出现的异常进行指定方式的处理。

    捕获异常语法如下:

    try{ 编写可能会出现异常的代码 }catch(异常类型 e){ 处理异常的代码 //记录日志/打印异常信息/继续抛出异常 }

    try: 该代码块中编写可能产生异常的代码。

    catch: 用来进行某种异常的捕获,实现对捕获到的异常进行处理。

    注意: try 和 catch 都不能单独使用,必须连用。

    演示如下:

    public class TryCatchDemo { public static void main(String[] args) { try {// 当产生异常时,必须有处理方式。要么捕获,要么声明。 read("b.txt"); } catch (FileNotFoundException e) {// 括号中需要定义什么呢? //try中抛出的是什么异常,在括号中就定义什么异常类型 System.out.println(e); } System.out.println("over"); } /* * * 我们 当前的这个方法中 有异常 有编译期异常 */ public static void read(String path) throws FileNotFoundException { if (!path.equals("a.txt")) {//如果不是 a.txt这个文件 // 我假设 如果不是 a.txt 认为 该文件不存在 是一个错误 也就是异常 throw throw new FileNotFoundException("文件不存在"); } } }

    如何获取异常信息:

    Throwable 类中定义了一些查看方法:

    public String getMessage():获取异常的描述信息,原因(提示给用户的时候,就提示错误原因。

    public String toString():获取异常的类型和异常描述信息(不用)。

    public void printStackTrace():打印异常的跟踪栈信息并输出到控制台。

    ​ 包含了异常的类型,异常的原因,还包括异常出现的位置,在开发和调试阶段,都得使用printStackTrace。

    2.4 finally 代码块

    finally:有一些特定的代码无论异常是否发生,都需要执行。另外,因为异常会引发程序跳转,导致有些语句执行不到。而finally就是解决这个问题的,在finally代码块中存放的代码都是一定会被执行的。

    什么时候的代码必须最终执行?

    当我们在 try 语句块中打开了一些物理资源(磁盘文件/网络连接/数据库连接等),我们都得在使用完之后,最终关闭打开的资源。

    finally的语法:

    try…catch…finally:自身需要处理异常,最终还得关闭资源。

    注意:finally不能单独使用。

    比如在我们之后学习的IO流中,当打开了一个关联文件的资源,最后程序不管结果如何,都需要把这个资源关闭掉。

    finally代码参考如下:

    public class TryCatchDemo4 { public static void main(String[] args) { try { read("a.txt"); } catch (FileNotFoundException e) { //抓取到的是编译期异常 抛出去的是运行期 throw new RuntimeException(e); } finally { System.out.println("不管程序怎样,这里都将会被执行。"); } System.out.println("over"); } /* * * 我们 当前的这个方法中 有异常 有编译期异常 */ public static void read(String path) throws FileNotFoundException { if (!path.equals("a.txt")) {//如果不是 a.txt这个文件 // 我假设 如果不是 a.txt 认为 该文件不存在 是一个错误 也就是异常 throw throw new FileNotFoundException("文件不存在"); } } }

    当只有在try或者catch中调用退出JVM的相关方法,此时finally才不会执行,否则finally永远会执行。

    2.5 异常注意事项

    多个异常使用捕获又该如何处理呢?

    多个异常分别处理。多个异常一次捕获,多次处理。多个异常一次捕获一次处理。

    一般我们是使用一次捕获多次处理方式,格式如下:

    try{ 编写可能会出现异常的代码 }catch(异常类型A e){try中出现A类型异常,就用该catch来捕获. 处理异常的代码 //记录日志/打印异常信息/继续抛出异常 }catch(异常类型B e){try中出现B类型异常,就用该catch来捕获. 处理异常的代码 //记录日志/打印异常信息/继续抛出异常 }

    注意:这种异常处理方式,要求多个catch中的异常不能相同,并且若catch中的多个异常之间有子父类异常的关系,那么子类异常要求在上面的catch处理,父类异常在下面的catch处理。

    运行时异常被抛出可以不处理。即不捕获也不声明抛出。

    如果finally有return语句,永远返回finally中的结果,避免该情况.

    如果父类抛出了多个异常,子类重写父类方法时,抛出和父类相同的异常或者是父类异常的子类或者不抛出异常。

    父类方法没有抛出异常,子类重写父类该方法时也不可抛出异常。此时子类产生该异常,只能捕获处理,不能声明抛出


    3 自定义异常

    3.1 概述

    为什么需要自定义异常类:

    我们说了Java中不同的异常类,分别表示着某一种具体的异常情况,那么在开发中总是有些异常情况是SUN没有定义好的,此时我们根据自己业务的异常情况来定义异常类。例如年龄负数问题,考试成绩负数问题等等。

    在上述代码中,发现这些异常都是JDK内部定义好的,但是实际开发中也会出现很多异常,这些异常很可能在JDK中没有定义过,例如年龄负数问题,考试成绩负数问题.那么能不能自己定义异常呢?

    什么是自定义异常类:

    在开发中根据自己业务的异常情况来定义异常类.

    自定义一个业务逻辑异常: RegisterException。一个注册异常类。

    异常类如何定义:

    自定义一个编译期异常: 自定义类 并继承于java.lang.Exception。自定义一个运行时期的异常类:自定义类 并继承于java.lang.RuntimeException。

    3.2 自定义异常的练习

    要求:我们模拟注册操作,如果用户名已存在,则抛出异常并提示:亲,该用户名已经被注册。

    首先定义一个登陆异常类RegisterException:

    // 业务逻辑异常 public class RegisterException extends Exception { /** * 空参构造 */ public RegisterException() { } /** * * @param message 表示异常提示 */ public RegisterException(String message) { super(message); } }

    模拟登陆操作,使用数组模拟数据库中存储的数据,并提供当前注册账号是否存在方法用于判断。

    public class Demo { // 模拟数据库中已存在账号 private static String[] names = {"bill","hill","jill"}; public static void main(String[] args) { //调用方法 try{ // 可能出现异常的代码 checkUsername("nill"); System.out.println("注册成功");//如果没有异常就是注册成功 }catch(RegisterException e){ //处理异常 e.printStackTrace(); } } //判断当前注册账号是否存在 //因为是编译期异常,又想调用者去处理 所以声明该异常 public static boolean checkUsername(String uname) throws LoginException{ for (String name : names) { if(name.equals(uname)){//如果名字在这里面 就抛出登陆异常 throw new RegisterException("亲"+name+"已经被注册了!"); } } return true; } }

    try {}里有一个return语句,那么紧跟在这个try后的finally {}里的code会不会被执行,什么时候被执行,在return前还是后?

    会执行,在return前执行。

    Processed: 0.015, SQL: 8