编程自学指南：java程序设计开发，Java RuntimeException 详解，RuntimeException 的核心特性：非受检异常，代码预防和处理运行时异常

编程自学指南：java程序设计开发，Java RuntimeException 详解课件（初学者版）

一、课程信息

学习目标

1. 理解 RuntimeException 的核心特性：非受检异常
2. 掌握 10 + 常见 RuntimeException 的触发场景
3. 能通过代码预防和处理运行时异常
4. 区分 RuntimeException 与受检异常的处理差异

二、课程导入：程序中的 "隐形炸弹"

🌰 生活类比

• 受检异常：像开车前检查油表（必须处理）
• RuntimeException：像开车时突然爆胎（非预期但可能发生）

三、RuntimeException 核心特性

🔍 1. 定义与继承树

继承结构：

Throwable  
   ↳ Exception  
      ↳ RuntimeException（运行时异常）  
      ↳ 受检异常（如IOException）  
   ↳ Error（错误，不可恢复）  

特性：
✅ 非受检异常（编译器不强制处理）
✅ 通常由程序逻辑错误引起

🔧 2. 与受检异常对比

特性	RuntimeException	受检异常（如 IOException）
处理要求	无需强制捕获	必须用try-catch或throws
发生原因	逻辑错误（如空指针）	外部条件（如文件不存在）
修复方式	修改代码逻辑	处理外部条件

四、常见 RuntimeException 案例

🔥 案例 1：NullPointerException（空指针）

触发场景：调用null对象的方法或属性

public class NPEExample {
    public static void main(String[] args) {
        String str = null;
        System.out.println(str.length()); // 抛出NPE
    }
}

预防方法：

if (str != null) { // 判空检查
    System.out.println(str.length());
}

🔥 案例 2：ArrayIndexOutOfBoundsException（数组越界）

触发场景：访问不存在的数组索引

public class ArrayIndexExample {
    public static void main(String[] args) {
        int[] arr = {1, 2, 3};
        System.out.println(arr[3]); // 索引3超出范围（0-2）
    }
}

预防方法：

if (index >= 0 && index < arr.length) { // 检查索引范围
    System.out.println(arr[index]);
}

🔥 案例 3：ClassCastException（类型转换异常）

触发场景：强制转换不兼容的类型

public class ClassCastExample {
    public static void main(String[] args) {
        Object obj = new Integer(10);
        String str = (String) obj; // Integer无法转String
    }
}

预防方法：

if (obj instanceof String) { // 类型检查
    String str = (String) obj;
}

🔥 案例 4：ArithmeticException（算术异常）

触发场景：除以 0

public class ArithmeticExample {
    public static void main(String[] args) {
        int result = 10 / 0; // 抛出ArithmeticException
    }
}

预防方法：

if (divisor != 0) { // 除数判零
    int result = dividend / divisor;
}

🔥 案例 5：IllegalArgumentException（非法参数）

触发场景：方法接收到非法参数

public class IllegalArgumentExceptionExample {
    public static void printPositive(int num) {
        if (num < 0) {
            throw new IllegalArgumentException("参数不能为负数");
        }
        System.out.println(num);
    }

    public static void main(String[] args) {
        printPositive(-5); // 抛出异常
    }
}

五、RuntimeException 处理策略

✅ 最佳实践 1：预防为主

策略：通过条件判断避免异常发生
案例：避免空指针

// 反模式
String result = str.toUpperCase(); // 可能NPE

// 最佳实践
String result = (str != null) ? str.toUpperCase() : "";

✅ 最佳实践 2：选择性捕获

场景：在关键流程中捕获异常

public class LoginService {
    public void login(String username, String password) {
        try {
            validate(username, password); // 可能抛异常
            // 登录逻辑
        } catch (IllegalArgumentException e) {
            System.out.println("登录失败：" + e.getMessage());
        }
    }
}

⚠️ 反模式：过度捕获

错误做法：

try {
    // 所有代码
} catch (RuntimeException e) {
    // 不处理或简单打印
}

危害：隐藏程序逻辑错误，增加调试难度

六、课堂练习

练习 1：修复空指针异常

任务：

public static void printLength(String str) {
    System.out.println(str.length()); // 可能NPE
}

练习 2：处理非法年龄

需求：

• 定义setAge(int age)方法，年龄必须 > 0 且 < 150
• 否则抛出IllegalArgumentException

七、课程总结

知识图谱：

RuntimeException  
   ↳ 特性：非受检，由逻辑错误引起  
   ↳ 常见类型：NPE、数组越界、类型转换等  
   ↳ 处理策略：预防为主，选择性捕获  

口诀记忆：

“运行时异常不用慌，逻辑错误是根源，
空指针前先判空，数组越界查索引，
类型转换先检查，算术运算防除零，
非法参数早抛出，程序健壮又安全！”

八、课后作业

必做 1：分析异常原因

代码：

List<String> list = new ArrayList<>();
list.add("Java");
System.out.println(list.get(1)); // 抛出何异常？为什么？

必做 2：实现用户注册校验

需求：

• register(String username, String password)方法
• 用户名长度需 3-20 位，密码需 6-16 位
• 否则抛出IllegalArgumentException