十五【Java】异常处理

目录

01 异常概述与异常体系结构

1.1 异常分类

02 常见异常

03 异常处理一（try-catch-finally）

3.1 finally的使用（可选的）

04 异常处理机制二：throws + 异常类型

4.1 代码举例

4.2 抛出异常的原则

4.3 手动抛出异常

05 如何自定义异常类

 06 练习

07 总结

01 异常概述与异常体系结构

异常

在 Java 语言中 将程序执行中发生的不正常情况称为 异常 。开发过程中的语法错误和逻辑错误不是异常

Error（编译时期，只能通过改代码处理）

Java 虚拟机无法解决的严重问题 。 如： JVM 系统内部错误 、 资源耗尽等严重 情况 。 比如： StackOverflowError（栈溢出--》递归） 和 OOM（堆溢出--》new Integer[1024 * 1024 *1024]） 。 一般 不编写针对性 的代码进行处理

Exception(本节重点)

其它因编程错误或偶然的外在因素导致的一般性问题 可以使用针对性的代码进行处理。

• 空指针访问
• 试图读取不存在的文件
• 网络 连接中断
• 数组角标越界

1.1 异常分类

运行时异常（红色） 

是指编译器不要求强制处置的异常。一般是指编程时的逻辑错误，是程序员应该积极避免其出现的异常。 java.lang.RuntimeException 类及它的子类都是运行时异常。
对于这类异常，可以不作处理，因为这类异常很普遍，若全处理可能会对程序的可读性和运行效率产生影响。

编译时异常（蓝色）

 是指编译器要求必须处置的异常。即程序在运行时由于外界因素造成的一般性异常。 编译器 要求 J ava 程序必须捕获或声明所有编译时异常。

对于这类异常，如果程序不处理，可能会带来意想不到的结果。

02 常见异常

import java.io.File;
import java.util.Date;
import java.util.InputMismatchException;
import java.util.Scanner;
/*
java.lang.Throwable

        * 		|----java.lang.Error:一般不编写针对性的代码进行处理
        * 		|----java.lang.Exception:可以进行异常处理
        * 			|----编译时异常(checked)
        * 				|----IOEXception
        * 					|----FileNotFoundException
        * 				|----ClassNotFoundException
        * 			|----运行时异常(unchecked)
        * 				|----NullPointerException
        * 				|----ArrayIndexOutOfBoundsException
        * 				|----ClassCaseException
        * 				|----NumberFormatException
        * 				|----InputMismatchException
        * 				|----ArithmaticException
  */      

public class ExceptionTest {
    public static void main(String[] args){
  // 编译时异常
     //   File file = new File();
    //	File file = new File("hello.txt");
//		FileInputStream fis = new FileInputStream(file);
//
//		int data = fis.read();
//		while(data != -1){
//			System.out.print((char)data);
//			data = fis.read();
//		}
//
//		fis.close()


  /////*************运行时异常***********
       // InputMismatchException
        Scanner scanner = new Scanner(System.in);
        int scan = scanner.nextInt();
        // 如果输入不是int型，则有异常


        // NumberFormatException
        String str1= "123";
        int num = Integer.parseInt(str1); // 此时可以

        String str2 = "abc";
        int num2 = Integer.parseInt(str2); // 出现异常

        // ClassCastException
        Object obj = new Date();
        String str = (String) obj; // 不能转型


        // ArrayIndexOutOfBoundsException
        int[] arr1 = new int[3];
        System.out.println(arr1[3]);
        String str3 = "null";
        System.out.println(str3.charAt(5));

        // NullPointerException
        int[] arr = null;
        System.out.println(arr[3]);

        String str4 = null;
        System.out.println(str4.charAt(0));


    }
}

03 异常处理一（try-catch-finally）

在编写程序时，经常要在可能出现错误的地方加上检测的代码，如：

进行x/y运算时，要检测分母为0，数据为空，输入的不是数据而是字符等。过多的if-else分支会导致程序的代码加长、臃肿，可读性差。因此采用异常处理机制。

Java采用的异常处理机制，是将异常处理的程序代码集中在一起，与正常的程序代码分开，使得程序简洁、优雅，并易于维护。

方式一：try-catch-finally

方式二：throws + 异常类型

import java.io.File;
import java.io.FileInputStream;
import java.io.FileNotFoundException;
import java.io.IOException;

import org.junit.Test;

/*
 * 异常的处理:抓抛模型
 * 
 * 过程一:“抛”：程序在征程执行过程中，一旦出现异常，就会在异常代码处生成一个对应异常类的对象
 * 			 并将此对象抛出。
 * 			一旦抛出对象以后，其后的代码就不再执行。
 * 
 * 过程二:“抓”:可以理解为异常的处理方式：① try-catch-finally  ② throws
 * 
 * 二、try-catch-finally的使用
 * 
 * try{
 * 		//可能出现异常的代码
 * }catch(异常类型1 变量名1){
 * 		//处理异常的方式1
 * }catch(异常类型2 变量名2){
 * 		//处理异常的方式2
 * }catch(异常类型3 变量名3){
 * 		//处理异常的方式3
 * }
 * ...
 * finally{
 * 		//一定会执行的代码
 * }
 * 
 * 说明:
 * 1.finally是可选的。
 * 2.使用try将可能出现异常代码包装起来，在执行过程中，一旦出现异常，就会生成一个对应异常类的对象，根据此对象
 *   的类型，去catch中进行匹配。
 * 3.一旦try中的异常对象匹配到某一个catch时，就进入catch中进行异常的处理。一旦处理完成，就跳出当前的
 *   try-catch结构（在没有写finally的情况）。继续执行其后的代码。
 * 4.catch中的异常类型如果没有子父类关系，则谁声明在上，谁声明在下无所谓。（互斥）
 *   catch中的异常类型如果满足子父类关系，则要求子类一定声明在父类的上面。否则，报错

 * 5.常用的异常对象处理的方式： ① String getMessage()    ② printStackTrace()
 * 6.在try结构中声明的变量，再出了try结构以后，就不能再被调用,例65行:System.out.println(num);
 * 7.try-catch-finally结构可以嵌套  
 * 
 * 体会1：使用try-catch-finally处理编译时异常，使得程序在编译时就不再报错，但是运行时仍可能报错。
 *     相当于我们使用try-catch-finally将一个编译时可能出现的异常，延迟到运行时出现。
 *     
 * 体会2：开发中，由于运行时异常比较常见，所以我们通常就不针对运行时异常编写try-catch-finally了。
 *      针对于编译时异常，我们说一定要考虑异常的处理。
 */
public class ExceptionTest1 {
	
	@Test
	public void test2(){
		try{ //运行代码块
			File file = new File("hello.txt");
			FileInputStream fis = new FileInputStream(file);
			
			int data = fis.read();
			while(data != -1){
				System.out.print((char)data);
				data = fis.read();
			}
			
			fis.close();
		}catch(FileNotFoundException e){
			e.printStackTrace();
		}catch(IOException e){
			e.printStackTrace();
		}
	}

	@Test
	public void test1(){
		
		String str = "123";
		str = "abc";
		try{
			int num = Integer.parseInt(str);	
			
			System.out.println("hello-----1");
		}catch(NumberFormatException e){
//			System.out.println("出现数值转换异常了，不要着急....");
			//String getMessage():
//			System.out.println(e.getMessage());
			//printStackTrace():
			e.printStackTrace();
		}catch(NullPointerException e){
			System.out.println("出现空指针异常了，不要着急....");
		}catch(Exception e){
			System.out.println("出现异常了，不要着急....");
		}
//		System.out.println(num);
		
		System.out.println("hello----2");
	}
}

3.1 finally的使用（可选的）

* 1.finally是可选的。
 * 2.finally中声明的是一定会被执行的代码。即使catch中又出现异常了，try中有return语句，catch中有 return语句等情况。
 * 3.像数据库连接、输入输出流、网络编程Socket等资源，JVM是不能自动的回收的，我们需要自己手动的进行资源的释放。此时的资源释放，就需要声明在finally中。

import java.io.File;
import java.io.FileInputStream;
import java.io.FileNotFoundException;
import java.io.IOException;

import org.junit.Test;

public class FinallyTest {

	@Test
	public void test2() {
		FileInputStream fis = null;  // 模块外声明
		try {
			File file = new File("hello1.txt");//文件可能不存在，而出现异常
			fis = new FileInputStream(file);

			int data = fis.read();
			while (data != -1) {
				System.out.print((char) data);
				data = fis.read();
			}

		} catch (FileNotFoundException e) {
			e.printStackTrace();
		} catch (IOException e) {
			e.printStackTrace();
		} finally {  // 关闭文件，释放资源
			try {
				if (fis != null)    // 可以嵌套，防止空指针异常
					fis.close();
			} catch (IOException e) {
				e.printStackTrace();
			}
		}
	}

	@Test
	public void testMethod() {
		int num = method();
		System.out.println(num);
	}

	public int method() {

		try {
			int[] arr = new int[10];
			System.out.println(arr[10]);
			return 1;
		} catch (ArrayIndexOutOfBoundsException e) {
			e.printStackTrace();
			return 2;
		} finally {
			System.out.println("我一定会被执行");
			return 3;  // 结果返回3，如果没有return则返回catch中的语句
		}
	}

	@Test
	public void test1() {
		try {
			int a = 10;
			int b = 0;
			System.out.println(a / b);
		} catch (ArithmeticException e) {
			// e.printStackTrace();

			int[] arr = new int[10];
			System.out.println(arr[10]);

		} catch (Exception e) {
			e.printStackTrace();
		}
		// System.out.println("我好慢呀~~~");
		finally {
			System.out.println("我好慢呀~~~");
		}
	}
}

04 异常处理机制二：throws + 异常类型

声明抛出异常是Java中处理异常的第二种方式；
如果一个方法(中的语句执行时)可能生成某种异常，但是并不能确定如何处理这种异常，则此方法应显示地声明抛出异常，表明该方法将不对这些异常进行处理，而由该方法的调用者负责处理。
在方法声明中用throws语句可以声明抛出异常的列表，throws后面的异常类型可以是方法中产生的异常类型，也可以是它的父类。（ClassCastException 和Exception）

throws并未真正处理抛出的异常，而是交给该方法的调用者处理

4.1 代码举例

public class ExceptionTest2 {
	
	public static void main(String[] args){
		try {
			method2();
		} catch (IOException e) {
			e.printStackTrace();
		}
		
		method3();
	}
	
	public static void method3(){
		try {
			method2();
		} catch (IOException e) {
			e.printStackTrace();
		}
	}
	
	public static void method2() throws IOException{
		method1();
	}

	
	public static void method1() throws FileNotFoundException,IOException{
		File file = new File("hello1.txt");
		FileInputStream fis = new FileInputStream(file);
		
		int data = fis.read();
		while(data != -1){
			System.out.print((char)data);
			data = fis.read();
		}
		
		fis.close();
		
		System.out.println("hahaha!");
	}
}

4.2 抛出异常的原则

import java.io.IOException;

/*
子类抛出异常不能超过父类，如果父类没有抛出异常，子类也不能抛出
 */
public class Override {
    public void display (Superclass s){
        try{
            s.method(); // 可能会抛出一个异常，要对异常进行处理
        }catch (IOException e){
            e.printStackTrace();
        }

    }

}
class Superclass{

    public void method() throws IOException{

    }
}

class Subclass extends Superclass{

    public void method() throws Exception{  // 这里报错


    }
    
}

/* 3. 开发中如何选择使用try-catch-finally 还是使用throws？
 *   3.1 如果父类中被重写的方法没有throws方式处理异常，则子类重写的方法也不能使用throws，意味着如果 子类重写的方法中有异常，必须使用try-catch-finally方式处理。
 *   3.2 执行的方法a中，先后又调用了另外的几个方法，这几个方法是递进关系执行的。我们建议这几个方法使用throws 的方式进行处理。而执行的方法a可以考虑使用try-catch-finally方式进行处理。
 */

4.3 手动抛出异常

 Java 异常类对象除在程序执行过程中出现异常时由系统自动生成并抛出 也可根据需要 使用 人工 创建 并抛出 。
首先要生成异常类对象 然后通过 throw 语句实现抛出操作 提交给 Java 运行环境 。
IOException e = new IOException
throw e
可以抛出的异常必须是 Throwable 或其子类的实例 。 下面的语句在编译时将会产生语法错误：
throw new String("want to throw")

public class StudentTest {
	public static void main(String[] args) {
		try {
			Student s = new Student();
//		s.regist(1001); // 运行正常
			s.regist(-1001);
			System.out.println(s);
		} catch (Exception e) {
//			e.printStackTrace();
			System.out.println(e.getMessage());
		}
	}
}
class Student{
	private int id;
	
	public void regist(int id) throws Exception{  // 方法抛出异常
		if(id > 0){
			this.id = id;
		}else{
//			System.out.println("您输入的数据非法！");
			//手动抛出异常
//			throw new RuntimeException("您输入的数据非法！");
			throw new Exception("您输入的数据非法！"); // 新建Exception
			
		}
	}

	@Override
	public String toString() {
		return "Student [id=" + id + "]";
	}
	
}

05 如何自定义异常类

/*
 * 如何自定义异常类？
 * 1.继承于现有的异常结构：RuntimeException 、Exception
 * 2.提供全局常量：serialVersionUID // 模仿，提供序列号作为类的标识
 * 3.提供重载的构造器
 * 
 */
public class MyException extends RuntimeException{  // 运行时异常
	static final long serialVersionUID = -7034897193246939L;
	 //构造器
	public MyException(){
		
	}
	
	public MyException(String msg){
		super(msg);
	}
}

 06 练习

练习1——ReturnExceptionDemo类

public class ReturnExceptionDemo {
	static void methodA() {
		try {
			System.out.println("进入方法A");   // -------1
			throw new RuntimeException("制造异常"); //--------3
		} finally {
			System.out.println("用A方法的finally");// -------2
		}
	}

	static void methodB() {
		try {
			System.out.println("进入方法B");
			return;
		} finally {
			System.out.println("调用B方法的finally");
		}
	}

	public static void main(String[] args) {
		try {
			methodA();                      // 进入方法a；用a的finally
		} catch (Exception e) {
			System.out.println(e.getMessage());  // 制造异常
		}
			
		methodB();
	}
}

 练习二

/*
编写应用程序 EcmDef java 接收命令行的两个参数 要求不能输入负数 计算两数相除 。
对数据类型不一致
NumberFormatException 、 缺少命令行参数ArrayIndexOutOfBoundsException 、
除0 ArithmeticException 及输入负数 EcDef 自定义的异常 进行异常处理 。

提示：
(1 在主类 EcmDef 中定义异常方法 ecm 完成两数相除功能 。
(2 在 main() 方法中使用异常处理语句进行异常处理 。
(3 在程序中 自定义对应输入负数的异常类 EcDef 。
(4 运行时接受参数 java EcmDef 20 10 args 0 20 args 1 10
(5 Interger 类的 static 方法 parseInt (String s) 将 s 转换成对应的 int 值 。
如int a= Interger parseInt 314 ”)”);;// 314
 */
public class EcmDef {
    public static void main(String[] args){  //  命令行参数丛这接Shou
        try{
            int i = Integer.parseInt(args[0]);  // NumberFormatException
            int j = Integer.parseInt(args[1]);  // 如果少一个 ArrayIndexOutOfBoundsException
            int result =  ecm(i,j);
            System.out.println(result);
        }catch(NumberFormatException e){
            System.out.println("数据类型不一致");
        }catch(ArrayIndexOutOfBoundsException  e){
            System.out.println("缺少命令行参数");
        }catch(ArithmeticException e){
            System.out.println("除0");
        }catch(Ecdef e){
            System.out.println(e.getMessage());
        }

    }


    public static int ecm(int i, int j) throws Ecdef{ // 定义方法抛出异常
        if(i < 0 || j < 0){
             throw new Ecdef("分子分母不能为负数"); //出现异常的处理，新建一个异常对象，并输出信息
        }
        return i / j;

    }
}

// 首先自定义异常Ecdef
class Ecdef extends Exception{
    // 定义全局常量
    static final long serialVersionUid = -3344232442323l;

    // 构造器

    public Ecdef() {
    }

    public Ecdef(String message) {
        super(message);
    }
}

07 总结