Java零基础系列教程015Java异常

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在使用计算机语言进行项目开发的过程中,即使程序员把代码写得尽善尽美,在系统的运行过程中仍然会遇到一些问题,因为很多问题不是靠代码能够避免的,比如:客户输入数据的格式,读取文件是否存在,网络是否始终保持通畅等等。

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)
Java程序在执行过程中所发生的异常事件可分为两类:

  • Error: 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。一般不编写针对性的代码进行处理。
  • Exception: 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。例如:
    1 空指针访问
    2 试图读取不存在的文件
    3 网络连接中断

对于这些错误,一般有两种解决方法:一是遇到错误就终止程序的运行。另一种方法是由程序员在编写程序时,就考虑到错误的检测、错误消息的提示,以及错误的处理。

捕获错误最理想的是在编译期间,但有的错误只有在运行时才会发生。比如:除数为0,数组下标越界等
分类:编译时异常和运行时异常

Java异常类层次

image.png

1.运行时异常

  • 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。

2.编译时异常

  • 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java程序必须捕获或声明所有编译时异常。

常见异常

java.lang.RuntimeException
ClassCastException
ArrayIndexOutOfBoundsException
NullPointerException
ArithmeticException
。。。
java.io.IOExeption
FileNotFoundException
EOFException
java.lang.ClassNotFoundException
java.lang.InterruptedException
java.io.FileNotFoundException
java.sql.SQLException

Java异常举例

public class Test6_1{
    	   public static void main(String[] args) {
      	String friends[]={"lisa","bily","kessy"};
      	for(int i=0;i<5;i++)  {
           		System.out.println(friends[i]);   //friends[4]?
         	}
		System.out.println("\nthis is the end");
      }
}
程序Test6_1编译正确,运行结果:java Test6_1
lisa
bily
kessy
java.lang.ArrayIndexOutOfBoundsException
        at Test6_1.main(Test6_1.java:5)
Exception in thread "main"

public class NullRef{
	   int i=1;
    	   public static void main(String[] args) {
		NullRef t=new NullRef();
		t=null;      	
		System.out.println(t.i);
      }
}

程序NullRef.java编译正确,运行结果:java NullRef

java.lang.NullPointerException
	at NullRef.main(NullRef.java:6)
Exception in thread "main" 


public class DivideZero{
	   int x;
    	   public static void main(String[] args) {
		int y;
		DivideZero c=new DivideZero();
		y=3/c.x;      	
		System.out.println(“program ends ok!”);
      }
}

程序DivideZero.java编译正确,运行结果:java DivideZero

java.lang.ArithmeticException: / by zero
	at DivideZero.main(DivideZero.java:6)
Exception in thread "main" 

class Person {
	public static void main(String[] args) {
		Object obj = new Date();
		Person person;
		person = (Person)obj;
		System.out.println(person);
	}
}

程序Person.java编译正确,运行结果:java Person

java.lang. java.lang.ClassCastException
	at Person.main(Person.java:5)
Exception in thread "main" 

异常处理机制

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。过多的分支会导致程序的代码加长,可读性差。因此采用异常机制。

Java异常处理
Java采用异常处理机制,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,并易于维护。

  • Java提供的是异常处理的抓抛模型。
  • Java程序的执行过程中如出现异常,会生成一个异常类对象,该异常对象将被提交给Java运行时系统,这个过程称为抛出(throw)异常。
  • 异常对象的生成
    由虚拟机自动生成:程序运行过程中,虚拟机检测到程序发生了问题,如果在当前代码中没有找到相应的处理程序,就会在后台自动创建一个对应异常类的实例对象并抛出——自动抛出

由开发人员手动创建:Exception exception = new ClassCastException();——创建好的异常对象不抛出对程序没有任何影响,和创建一个普通对象一样

异常处理是通过try-catch-finally语句实现的。

try{
	......	//可能产生异常的代码
}
catch( ExceptionName1 e ){
	......	//当产生ExceptionName1型异常时的处置措施
}
catch( ExceptionName2 e ){
...... 	//当产生ExceptionName2型异常时的处置措施
}  
[ finally{
......	 //无论是否发生异常,都无条件执行的语句
		}  ]
  • try
    捕获异常的第一步是用try{…}语句块选定捕获异常的范围,将可能出现异常的代码放在try语句块中。
  • catch (Exceptiontype e)
    在catch语句块中是对异常对象进行处理的代码。每个try语句块可以伴随一个或多个catch语句,用于处理可能产生的不同类型的异常对象。

如果明确知道产生的是何种异常,可以用该异常类作为catch的参数;也可以用其父类作为catch的参数。
比如:可以用ArithmeticException类作为参数的地方,就可以用RuntimeException类作为参数,或者用所有异常的父类Exception类作为参数。但不能是与ArithmeticException类无关的异常,如NullPointerException(catch中的语句将不会执行)。

捕获异常的有关信息

与其它对象一样,可以访问一个异常对象的成员变量或调用它的方法。

getMessage() 获取异常信息,返回字符串
printStackTrace() 获取异常类名和异常信息,以及异常出现在程序中的位置。返回值void。

finally

捕获异常的最后一步是通过finally语句为异常处理提供一个统一的出口,使得在控制流转到程序的其它部分以前,能够对程序的状态作统一的管理。

不论在try代码块中是否发生了异常事件,catch语句是否执行,catch语句是否有异常,catch语句中是否有return,finally块中的语句都会被执行
image.png

异常处理举例

public class Test6_2{
    	  public static void main(String[] args)    {
     		String friends[]={"lisa","bily","kessy"};
      	try {
      	       for(int i=0;i<5;i++) {
              		System.out.println(friends[i]);
         	       }
      	} 
		catch(ArrayIndexOutOfBoundsException e)  {
                      System.out.println("index err");
      	}
      	System.out.println("\nthis is the end");
       }
}

程序Test6_2运行结果:java java6_2
lisa
bily
kessy
index err
this is the end

public class DivideZero1{
	   int x;
    	   public static void main(String[] args) {
		int y;
		DivideZero1 c=new DivideZero1();
		try{
			y=3/c.x;
		}
		catch(ArithmeticException e){      	
			System.out.println("divide by zero error!");
		}
		System.out.println("program ends ok!");
      }
}

程序DivideZero1运行结果:java DivideZero1
divide by zero error!
program ends ok!

练习

编写一个类TestException,在main方法中使用try、catch、finally,要求:
在try块中,编写被零除的代码。
在catch块中,捕获被零除所产生的异常,并且打印异常信息
在finally块中,打印一条语句。

不捕获异常时的情况

  • 前面使用的异常都是RuntimeException类或是它的子类,这些类的异常的特点是:
    即使没有使用try和catch捕获,Java自己也能捕获,并且编译通过 ( 但运行时会发生异常使得程序运行终止 )。
    下面代码,如果不用try-catch处理,循环到第二次就会退出。
public class Main {

    public static void main(String[] args) {
	// write your code here
        Scanner sc = new Scanner(System.in);
        for(int i = 0; i < 5; i++)
        {
            try
            {
                    int k = sc.nextInt();
                    if(i == 1)
                    {
                        k = k / 0;
                    }

                    System.out.println(k);

            }
            catch (Exception ex)
            {
                System.out.println(ex.getMessage());
            }
        }
    }
}
  • 如果抛出的异常是IOException等类型的非运行时异常,则必须捕获,否则编译错误。也就是说,我们必须处理编译时异常,将异常进行捕捉,转化为运行时异常

IOException异常处理举例

public class Test6_3{
    	  public static void main(String[] args)    {
      	FileInputStream in=new FileInputStream("myfile.txt");
      	int b;
		b = in.read();
      	while(b!= -1) {
                        System.out.print((char)b);
		            b = in.read();
      	}
      	in.close();
       }
}

public class Test6_3{
	  public static void main(String[] args){
		try{
			FileInputStream in=new FileInputStream("myfile.txt");
			int b;	
			b = in.read();
			while(b!= -1)       {
				System.out.print((char)b);
				b = in.read();
			}
			in.close();
		}catch (IOException e) {
		        System.out.println(e);
		}finally {
		        System.out.println(" It’s ok!");
		}
	  }
}

编译、运行应用程序Test6_3.java,体会java语言中异常的捕获和处理机制。
相关知识:FileInputStream类的成员方法read()的功能是每次从相应的(本地为ASCII码编码格式)文件中读取一个字节,并转换成0~255之间的int型整数返回,到达文件末尾时则返回-1。

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。

声明抛出异常举例:

	public void readFile(String file)  throws FileNotFoundException {
		……
		// 读文件的操作可能产生FileNotFoundException类型的异常
		FileInputStream fis = new FileInputStream(file);
		 ..……
     }
public class Test6_4{
	public static void main(String[] args){
		Test6_4 t = new Test6_4();
		try{
		 	t.readFile();
		 }catch(IOException e){   }
	}
	public void readFile() throws IOException {
		FileInputStream in=new FileInputStream("myfile.txt");
		int b;	
		b = in.read();
		while(b!= -1)   {
			System.out.print((char)b);
			b = in.read();
		}
		in.close();	
	}
}

image.png

人工抛出异常

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");

创建用户自定义异常类

  • 一般地,用户自定义异常类都是RuntimeException的子类。
  • 自定义异常类通常需要编写几个重载的构造器。
  • 自定义的异常类对象通过throw抛出。
  • 自定义异常最重要的是异常类的名字,当异常出现时,可以根据名字判断异常类型。

用户自定义异常类MyException,用于描述数据取值范围错误信息。用户自己的异常类必须继承现有的异常类。

class MyException extends Exception {
   	static final long serialVersionUID = 1L;
	private int idnumber;
 	public MyException(String message, int id) {
		super(message);
		this.idnumber = id;
 	} 
	public int getId() {
		return idnumber;
 	}
}

public class Test6_5{
        public void regist(int num) throws MyException {
 	if (num < 0) 
 	          throw new MyException(“人数为负值,不合理”, 3);
	else
	          System.out.println("登记人数" + num );
        }
        public void manager() {
 	try {
	           regist(100);
 	} catch (MyException e) {
 	           System.out.print("登记失败,出错种类"+e.getId());	 	
	}
	System.out.print("本次登记操作结束");
       }
       public static void main(String args[]){
	Test6_5 t = new Test6_5();
	t.manager();
       }
}

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posted @ 2020-10-01 13:05  [豆约翰]  阅读(181)  评论(0编辑  收藏  举报