十一、异常处理

最新推荐文章于 2025-12-19 15:39:34 发布

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本文详细介绍了Java中的异常处理，包括异常的类型、处理方式以及最佳实践。讲解了try-catch-finally、throws、throw关键字的使用，并提供了异常处理的示例代码。强调了在处理异常时避免代码臃肿，提高可读性和可维护性的重要性。同时，通过实例展示了如何处理用户输入的异常数据，确保程序的稳定运行。最后，提到了自定义异常的创建，以满足特定场景下的异常处理需求。

一、异常引入

1.1 两数相除

public class Demo1 {
    public static void main(String[] args) {
        int i = 10;
        Scanner sc = new Scanner(System.in);
        int i1 = sc.nextInt();  // 当录入一个非int类型时：java.util.InputMismatchException
        System.out.println(i / i1);
        // System.out.println(i / 0);  // java.lang.ArithmeticException: / by zero
    }
}

可能会出现的异常
- 当录入的数据应为int类型，但是录入非int类型数据的时候，出现异常InputMismatchException
- 除数为0的时候，出现异常：ArithmeticException
异常Exception：在程序的运行过程中，发生了不正常的现象，阻止了程序的运行，我们称之为异常

1.2 处理方式一：if-else

使用hasNextInt判断录入的是否为整数，不是则打印提示
加上if判断除数是否为0，若除数为0，给出提示
代码演示

public class Demo1 {
    public static void main(String[] args) {
        int i = 10;
        Scanner sc = new Scanner(System.in);
        int i1 = sc.nextInt();  // 当录入一个非int类型时：java.util.InputMismatchException
        System.out.println(i / i1);
        System.out.println(i / 0);  // java.lang.ArithmeticException: / by zero
    }
}

缺点：
- 代码臃肿，业务代码和处理异常的代码混合在一起
- 可读性差
- 程序员需要花费大量精力来维护这个漏洞
- 程序员很难解决所有的异常

1.3 处理方式二：try…catch…finally

java提供的异常处理机制try...catch...finally
代码演示

public class Demo1 {
    public static void main(String[] args) {
        int i = 10;
        Scanner sc = new Scanner(System.in);
        try {
            int i1 = sc.nextInt();
            System.out.println(i / i1);
        }catch (Exception e){
            e.printStackTrace();
        }
    }
}

二、异常概述

2.1 异常的体系结构

异常的概述
- 就是程序出现了不正常的情况。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。
异常的体系结构

Error：严重问题，通过代码无法处理。比如内存溢出
Exception：称为异常类，表示程序本身可以处理的问题
- RuntimeException及其子类：运行时异常。例如空指针异常，数组索引越界异常
- 除RuntimeException之外所有的异常：编译期必须处理的，否则程序不能通过编译。例如日期格式化异常

2.2 编译时异常和运行时异常的区别

编译时异常
- 都是Exception类及其子类
- 必须显示处理，否则程序就会发生错误，无法通过编译
运行时异常
- 都是RuntimeException类及其子类
- 无需显示处理，也可以和编译时异常一样处理
图示

在这里插入图片描述

2.3 JVM处理异常的方式

异常处理流程
- 首先会看，程序中有没有自己处理异常的代码
- 如果没有，交给本方法的调用者处理（向上传递）
- 如果调用者也没有处理，最终这个异常会交给JVM虚拟机默认处理
JVM 默认处理的两个步骤：
- 把异常的名称，错误原因及异常出现的位置等信息输出在了控制台
- 程序停止执行

2.4 查看异常信息

控制台在打印异常信息：
- 打印异常类名
- 异常出现的原因
- 异常出现的位置
我们调bug时，可以根据提示，找到异常出现的位置、分析原因、修改异常代码

在这里插入图片描述

三、几种异常的处理方式

3.1 throws方式处理异常

定义格式

public void 方法() throws 异常类名 {
    
}

注意事项
- 这个throws格式是跟在方法的括号后面的
- 编译时异常必须要进行处理，两种处理方案：try...catch …finally或者 throws，如果采用 throws 这种方案，在方法上进行显示声明,将来谁调用这个方法谁处理
- 运行时异常因为在运行时才会发生,所以在方法后面可以不写,运行时出现异常默认交给jvm处理

在这里插入图片描述

运行时异常报错

在这里插入图片描述

3.2 throw抛出异常

格式：throw new 异常();
注意

这个格式是在方法内的，表示当前代码手动抛出一个异常，下面的代码不用再执行了

throws和throw的区别

throws	throw
用在方法声明后面，跟的是异常类名	用在方法体内，跟的是异常对象名
表示声明异常，调用该方法有可能会出现这样的异常	表示手动抛出异常对象，由方法体内的语句处理

还是要调用者处理，不常单独用

3.3 try-catch方式处理异常

定义格式

try {
	// 可能出现异常的代码;
} catch(异常类名 变量名) {
	// 异常的处理代码;
}

执行流程
- 把可能出现异常的代码放入try代码块中，
- 若出现异常，底层会将异常封装为对象，被catch后面()中的那个异常对象接收，执行对应catch代码块里的内容；（try中出现异常那行后续的代码不执行）
- 若无异常或异常不匹配，catch无法捕获，则catch代码块内容不执行
- 无论是否出现异常，finally中的代码块都一定会执行
- 异常处理结束后，后面的逻辑代码正常执行
示例代码

public class Demo03 {
    public static void main(String[] args) {
        System.out.println("开始");
        method();
        System.out.println("结束");
    }

    public static void method() {
        try {
            int[] arr = {1, 2, 3};
            System.out.println(arr[3]);  // 发现异常，直接执行catch块内语句
            System.out.println("这里访问不到");
        } catch (ArrayIndexOutOfBoundsException e) {
            System.out.println("你访问的数组索引不存在，请回去修改为正确的索引");
        }
    }
}

一些问题

如果 try 中没有遇到问题，怎么执行？
- 会把try中所有的代码全部执行完毕,不会执行catch里面的代码
如果 try 中遇到了问题，那么 try 下面的代码还会执行吗？
- 那么直接跳转到对应的catch语句中,try下面的代码就不会再执行了
  当catch里面的语句全部执行完毕,表示整个体系全部执行完全,继续执行下面的代码
如果出现的问题没有被捕获，那么程序如何运行？
- 那么try...catch就相当于没有写.那么也就是自己没有处理。
  默认交给虚拟机处理。
同时有可能出现多个异常怎么处理？
- 出现多个异常,那么就写多个catch就可以了.
  注：如果多个异常之间存在子父类关系.那么父类一定要写在下面

3.4 多重catch

try中出现异常以后，将异常的类型跟catch后面的类型依次比较，执行第一个与异常类型匹配的catch语句
一旦执行其中一条catch语句以后，后面的catch语句就会被忽略了。所以一般将Exception异常放在最后，用于捕获未知的异常
用于对不同的异常分别捕获，使用不同的处理方法。
在JDK1.7以后，异常的新处理方式：可以并列用|符号连接
代码示例

public class Demo4 {
    public static void main(String[] args) {
        int i = 10;
        Scanner sc = new Scanner(System.in);
        try {
            int i1 = sc.nextInt();
            System.out.println(i / i1);
        }catch (InputMismatchException e){  // 多重catch
            e.printStackTrace();
        }catch (ArithmeticException e){
            e.printStackTrace();
        }catch (Exception e){  // 父类写在后面
            e.printStackTrace();
        }
    }
}

3.5 Throwable成员方法

在捕获异常catch后的几种常用处理方法：

方法名	说明
`public String getMessage()`	返回此 throwable 的详细消息字符串
`public String toString()`	返回此可抛出的简短描述
`public void printStackTrace()`	把异常的错误信息输出在控制台

示例代码

public class Demo05 {
    public static void main(String[] args) {
        System.out.println("开始");
        method();
        System.out.println("结束");
    }

    public static void method() {
        try {
            int[] arr = {1, 2, 3};
            System.out.println(arr[3]);  // 发现异常，直接执行catch块内语句
            System.out.println("这里访问不到");
        } catch (ArrayIndexOutOfBoundsException e) {
            String message = e.getMessage();
            System.out.println(message);
            String s = e.toString();
            System.out.println(s);
            e.printStackTrace();  // 不中断程序的运行
        }
    }

}

在这里插入图片描述

3.6 finally的使用

3.6.1 finally介绍

引入
- 异常未被捕获、异常被主动throw抛出或try中遇到return都会导致try...catch后面的代码不执行
如何一定执行后面的代码？
- 将后面的代码用finally{}代码块包裹起来，则一定会执行
- 只有System.exit(0)会使finally中的代码不执行
示例代码

public class Demo6 {
    public static void main(String[] args) {
        try {
            System.out.println("try...");
            // System.exit(0);  强制退出虚拟机，finally...不打印
            return;
        }catch (Exception e){

        }finally {
            System.out.println("finally...");
        }
        System.out.println("后续代码");  // 代码不运行
    }
}

return和finally的执行顺序(☆)
- 先执行finally后直接return

3.6.2 什么样的代码会放在finally中呢？

关闭数据库资源
关闭IO流资源
关闭socket资源
等需要系统调用的资源

3.7 异常的练习 (应用)

需求

键盘录入学生的姓名和年龄,其中年龄为18 - 25岁,超出这个范围是异常数据不能赋值.需要重新录入,一直录到正确为止
实现步骤
1. 创建学生对象
2. 键盘录入姓名和年龄，并赋值给学生对象
3. 如果是非法数据就再次录入
代码实现

学生类

public class Student {
    private int age;
    private String name;

    public Student() {
    }

    public Student(int age, String name) {
        this.age = age;
        this.name = name;
    }

    public int getAge() {
        return age;
    }

    public void setAge(int age) {
        if (age >= 18 && age <= 25) {
            this.age = age;
        } else {
            throw new RuntimeException("年龄不合法");
        }

    }

    public String getName() {
        return name;
    }

    public void setName(String name) {
        this.name = name;
    }

    @Override
    public String toString() {
        return "Student{" +
                "age=" + age +
                ", name='" + name + '\'' +
                '}';
    }


}

测试类

import java.util.InputMismatchException;
import java.util.Scanner;

public class TestStudent {
    public static void main(String[] args) {
        Student student = new Student();
        Scanner sc = new Scanner(System.in);
        System.out.println("请输入学生的姓名");
        String name = sc.next();
        student.setName(name);

        while (true) {
            System.out.println("请输入学生年龄");
            int age;
            try {
                age = sc.nextInt();
            } catch (InputMismatchException e) {
                System.out.println(e.toString());
                System.out.println("请输入一个整数");
                sc.nextLine();  // 缓存区还存在非int值，先接受掉
                continue;
            }
            try {
                student.setAge(age);
                break;
            } catch (RuntimeException e) {
                System.out.println(e.toString());
                System.out.println("请重新输入");
                continue;
            }
        }
        String s = student.toString();
        System.out.println(s);
    }
}

运行结果

在这里插入图片描述

3.8 自定义异常

自定义异常概述

当Java中提供的异常不能满足我们的需求时,我们可以自定义异常
实现步骤（继承后提供两个构造方法）
1. 定义异常类
2. 写继承关系
3. 提供空参构造
4. 提供带参构造
代码实现

异常类

public class AgeOutOfBoundsException extends RuntimeException {
    public AgeOutOfBoundsException() {
    }

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

学生类

...
        public void setAge(int age) {
        if(age >= 18 && age <= 25){
            this.age = age;
        }else{
            //如果Java中提供的异常不能满足我们的需求,我们可以使用自定义的异常
            throw new AgeOutOfBoundsException("年龄超出了范围");
        }
    }
...