编程自学指南：java程序设计开发，异常处理，什么是异常？，异常处理机制，自定义异常

编程自学指南：java程序设计开发，异常处理

学习目标：

1. 理解异常的概念与分类

2. 掌握try-catch-finally、throws的用法

3. 能够自定义异常并合理处理程序中的错误

4. 避免异常处理中的常见反模式

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一、课程引入

1.1 什么是异常？

• 生活类比：程序像“做菜”，异常就是中途发生的意外（如没煤气、食材不足）

• 核心概念：

  • 异常：程序执行中的非正常情况（可恢复，如文件不存在）

  • 错误（Error）：严重问题（不可恢复，如内存溢出）

1.2 异常的分类

• 检查型异常（Checked）：必须处理（如IOException）

• 非检查型异常（Unchecked）：运行时异常（如NullPointerException）

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二、异常处理机制

2.1 try-catch块

语法

try {  
    // 可能抛出异常的代码  
} catch (异常类型1 e) {  
    // 处理异常1  
} catch (异常类型2 e) {  
    // 处理异常2  
} finally {  
    // 无论是否异常，最终执行的代码  
}

案例1：处理除零异常

try {  
    int a = 10 / 0;  
} catch (ArithmeticException e) {  
    System.out.println("除数不能为零！");  
    e.printStackTrace();  
}

2.2 多重catch块与finally

案例2：读取文件内容

try {  
    FileInputStream fis = new FileInputStream("test.txt");  
    int data = fis.read();  
} catch (FileNotFoundException e) {  
    System.out.println("文件不存在！");  
} catch (IOException e) {  
    System.out.println("读取文件失败！");  
} finally {  
    System.out.println("资源清理完成");  
}

2.3 throws与throw

• throws：声明方法可能抛出的异常（交给调用者处理）

• throw：主动抛出异常对象

案例3：验证用户年龄

public void setAge(int age) throws IllegalArgumentException {  
    if (age < 0) {  
        throw new IllegalArgumentException("年龄不能为负数！");  
    }  
    this.age = age;  
}

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三、自定义异常

3.1 创建自定义异常

步骤：

1. 继承Exception（检查型异常）或RuntimeException（非检查型）

2. 定义构造方法

案例4：用户登录失败异常

// 自定义异常类  
public class LoginFailedException extends RuntimeException {  
    public LoginFailedException(String message) {  
        super(message);  
    }  
}  

// 使用示例  
public void login(String username, String password) {  
    if (!isValid(username, password)) {  
        throw new LoginFailedException("用户名或密码错误！");  
    }  
}

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四、综合应用与错误分析

4.1 综合案例

案例5：银行取款异常处理

public void withdraw(double amount) throws InsufficientBalanceException {  
    if (amount > balance) {  
        throw new InsufficientBalanceException("余额不足！");  
    }  
    balance -= amount;  
}  

// 调用处  
try {  
    account.withdraw(1000);  
} catch (InsufficientBalanceException e) {  
    System.out.println(e.getMessage());  
} 

4.2 常见错误与反模式

• 错误1：捕获异常后不做处理

  try {  
      // ...  
  } catch (Exception e) {  
      // 空catch块（错误！）  
  }

• 错误2：过度宽泛的异常捕获

  try {  
      // ...  
  } catch (Exception e) {  // 应捕获具体异常  
      // ...  
  }

五、总结与练习

5.1 总结

• 核心机制：try-catch处理异常，throws声明异常，throw抛出异常

• 最佳实践：

  • 优先处理具体异常，避免捕获Exception

  • 自定义异常增强代码可读性

5.2 课后任务

1. 编写程序模拟ATM取款，处理余额不足和输入非数字的异常

2. 自定义一个InvalidEmailException，验证邮箱格式合法性

3. 预习下一节课：面向对象基础

5.3 扩展挑战

• 实现一个带异常处理的文件复制工具（处理文件不存在、读写权限等问题）