第12 章异常-Exception
12.1 实际问题、解决办法、异常介绍
- 看个实际的问题和一段代码
运行下面的代码,看看有什么问题-> 引出异常和异常处理机制 Exception01.java
public static void main(String[] args) {
int num1 = 10;
int num2 = 0;
int res = num1 / num2;
System.out.println("程序继续运行....");
}
-
解决方案-异常捕获
对异常进行捕获,保证程序可以继续运行.
使用try-catch
将该代码块->选中->快捷键 ctrl + alt + t -> 选中 try-catch
e.getMessage() 还可以输出异常信息
public class Exception01 {
public static void main(String[] args) {
int num1 = 10;
int num2 = 0;//Scanner();
//解读
//1. num1 / num2 => 10 / 0
//2. 当执行到 num1 / num2 因为 num2 = 0, 程序就会出现(抛出)异常 ArithmeticException
//3. 当抛出异常后,程序就退出,崩溃了 , 下面的代码就不再执行
//4. 大家想想这样的程序好吗? 不好,不应该出现了一个不算致命的问题,就导致整个系统崩溃
//5. java 设计者,提供了一个叫 异常处理机制来解决该问题
// int res = num1 / num2;
//如果程序员,认为一段代码可能出现异常/问题,可以使用try-catch异常处理机制来解决
//从而保证程序的健壮性
//将该代码块->选中->快捷键 ctrl + alt + t -> 选中 try-catch
//6. 如果进行异常处理,那么即使出现了异常,程序可以继续执行
try {
int res = num1 / num2;
} catch (Exception e) {
//e.printStackTrace();
System.out.println("出现异常的原因=" + e.getMessage());//输出异常信息
}
System.out.println("程序继续运行....");
}
}
- 异常介绍
基本概念:
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)
执行过程中所发生的异常事件可分为两大类
- Error(错误):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]和OOM(out of memory), Error是严重错误,程序会崩溃。
- 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。例如空指针访问,试图读取不存在的文件,网络连接中断等等,Exception 分为两大类:运行时异常[程序运行时,发生的异常]和编译时异常[编程时,编译器检查出的异常]。
12.2 异常体系图一览
12.2.1 异常体系图
12.2.2 异常体系图的小结
- 异常分为两大类,运行时异常和编译时异常.
- 运行时异常,编译器检查不出来。一般是指编程时的逻辑错误,是程序员应该避免其出现的异常。java.lang.RuntimeException类及它的子类都是运行时异常
- 对于运行时异常,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,是编译器要求必须处置的异常。
12.3 常见的运行时异常、举例
- 常见的运行时异常包括
- NullPointerException 空指针异常
- ArithmeticException 数学运算异常
- ArrayIndexOutOfBoundsException 数组下标越界异常
- ClassCastException 类型转换异常
- NumberFormatException 数字格式不正确异常 [ ]
- 常见的运行时异常举例
- NullPointerException 空指针异常 NullPointerException_.java
当应用程序试图在需要对象的地方使用null 时,也就是说,对象还没创建出来就去使用了。抛出该异常,看案例演示。
public class NullPointerException_ {
public static void main(String[] args) {
String name = null;
System.out.println(name.length());
}
}
- ArithmeticException 数学运算异常 ArithmeticException_.java
当出现异常的运算条件时,抛出此异常。例如,一个整数“除以零”时,本文12.1的代码 - ArrayIndexOutOfBoundsException 数组下标越界异常
用非法索引访问数组时抛出的异常。如果索引为负或大于等于数组大小,则该索引为非法索引
public class ArrayIndexOutOfBoundsException_ {
public static void main(String[] args) {
int[] arr = {
1,2,4};
for (int i = 0; i <= arr.length; i++) {
// <=不对
System.out.println(arr[i]);
}
}
}
- ClassCastException 类型转换异常
当试图将对象强制转换为不是实例的子类时,抛出该异常。例如,以下代码将生成一个ClassCastException
public class ClassCastException_ {
public static void main(String[] args) {
A b = new B(); //向上转型,OK
B b2 = (B)b;//向下转型,这里是OK,因为b本来就指向B
C c2 = (C)b;//b指向的对象转成C,不行,B和C没啥关系,这里抛出ClassCastException
}
}
class A {
}
class B extends A {
}
class C extends A {
}
- NumberFormatException 数字格式不正确异常
当应用程序试图将字符串转换成一种数值类型,但该字符串不能转换为适当格式时,抛出该异常=> 使用异常我们可以确保输入是满足条件数字.
public class NumberFormatException_ {
public static void main(String[] args) {
String num = "1234"; //这是ok的
String name = "Java教育";
//将String 转成 int
int num1 = Integer.parseInt(num);//这是ok的
int name1 = Integer.parseInt(name);//抛出NumberFormatException
System.out.println(num);//1234
}
}
12.4 编译异常
-
介绍
编译异常是指在编译期间,就必须处理的异常,否则代码不能通过编译。 -
常见的编译异常
SQLException //操作数据库时,查询表可能发生异常
IOException//操作文件时,发生的异常
FileNotFoundException//当操作一个不存在的文件时,发生异常
ClassNotFoundException//加载类,而该类不存在时,异常
EOFException//操作文件,到文件末尾,发生异常
illegalArguementException//参数异常
12.5 异常课堂练习
12.6 异常处理
-
1. 基本介绍
异常处理就是当异常发生时,对异常处理的方式。
-
2. 异常处理的方式
(1) try-catch-finally
程序员在代码中捕获发生的异常,自行处理
(2) throws
将发生的异常抛出,交给调用者(方法)来处理,最顶级的处理者就是JVM -
3. 示意图
try-catch-finally处理机制示意图
throws处理机制图
12.7 try-catch 异常处理
try-catch-finally 执行顺序小结
- 如果没有出现异常,则执行try块中所有语句,不执行catch块中语句,如果有finally,最后还需要执行finally里面的语句
- 如果出现异常,则try块中异常发生后,try块剩下的语句不再执行。将执行catch块中的语句,如果有finally,最后还需要执行finally里面的语句!
12.7.1 try-catch 方式处理异常说明
- Java提供try和catch块来处理异常。try块用于包含可能出错的代码。catch块用于处理try块中发生的异常。可以根据需要在程序中有多个try…catch块。
- 基本语法
try {
//可疑代码
//将异常生成对应的异常对象,传递给catch块}
catch(异常){
//对异常的处理}
//如果没有finally,语法是可以通过的
12.7.2 try-catch 方式处理异常-注意事项
TryCatchDetail.java
- 如果异常发生了,则异常发生后面的代码不会执行,直接进入到catch块.
- 如果异常没有发生,则顺序执行try的代码块,不会进入到catch.
- 如果希望不管是否发生异常,都执行某段代码(比如关闭连接,释放资源等)则使用如下代码- finally {}
- 可以有多个catch语句,捕获不同的异常(进行不同的业务处理),要求父类异常在后,子类异常在前,比如(Exception在后,NullPointerException在前),如果发生异常,只会匹配一个catch,案例演示
- 可以进行try-finally配合使用,这种用法相当于没有捕获异常,因此程序会直接崩掉/退出。应用场景,就是执行一段代码,不管是否发生异常,都必须执行某个业务逻辑
第1-3点细节代码:
public class TryCatchDetail {
public static void main(String[] args) {
//ctrl + atl + t
try {
String str = "南昌大学";
int a = Integer.parseInt(str);
System.out.println("数字:" + a);
} catch (NumberFormatException e) {
System.out.println("异常信息=" + e.getMessage());
} finally {
System.out.println("finally代码块被执行...");
}
System.out.println("程序继续...");
}
}
第4点细节代码:
public class TryCatchDetail02 {
public static void main(String[] args) {
try {
Person person = new Person();
person = null;
System.out.println(person.getName());//NullPointerException
int n1 = 10;
int n2 = 0;
int res = n1 / n2;//ArithmeticException
} catch (NullPointerException e) {
System.out.println("空指针异常=" + e.getMessage());
} catch (ArithmeticException e) {
System.out.println("算术异常=" + e.getMessage());
} catch (Exception e) {
System.out.println(e.getMessage());
} finally {
}
}
}
class Person {
private String name = "jack";
public String getName() {
return name;
}
}
第5点细节代码:
public class TryCatchDetail03 {
public static void main(String[] args) {
try{
int n1 = 10;
int n2 = 0;
System.out.println(n1 / n2);
}finally {
System.out.println("执行了finally.."); //程序直接退出
}
System.out.println("程序继续执行..");//这一句不会执行了
}
}
12.7.3 异常处理课堂练习
- 题1 TryCatchExercise01.java
- 题2 TryCatchExercise02.java
- 题3TryCatchExercise03.java
- 如果用户输入的不是一个整数,就提示他反复输入,直到输入一个整数为止
import java.util.Scanner;
public class TryCatchExercise04 {
public static void main(String[] args) {
//如果用户输入的不是一个整数,就提示他反复输入,直到输入一个整数为止
//思路
//1. 创建Scanner对象
//2. 使用无限循环,去接收一个输入
//3. 然后将该输入的值,转成一个int
//4. 如果在转换时,抛出异常,说明输入的内容不是一个可以转成int的内容
//5. 如果没有抛出异常,则break 该循环
Scanner scanner = new Scanner(System.in);
int num = 0;
String inputStr = "";
while (true) {
System.out.println("请输入一个整数:"); //
inputStr = scanner.next();
try {
num = Integer.parseInt(inputStr); //这里是可能抛出异常
break;
} catch (NumberFormatException e) {
System.out.println("你输入的不是一个整数:");
}
}
System.out.println("你输入的值是=" + num);
}
}
12.8 throws 异常处理
- 一、基本介绍
- 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。
- 二、快速入门案例
public static void readFile(String file) throws FileNotFoundException {
读文件的操作可能产生FileNotFoundException类型的异常
FilelnputStream fis = new FilelnputStream(“d://aa.txt”);
}
import java.io.FileInputStream;
import java.io.FileNotFoundException;
public class Throws01 {
public static void main(String[] args) {
}
public void f2() throws FileNotFoundException,NullPointerException,ArithmeticException {
//创建了一个文件流对象
//解读:
//1. 这里的异常是一个FileNotFoundException 编译异常
//2. 使用前面讲过的 try-catch-finally
//3. 使用throws ,抛出异常, 让调用f2方法的调用者(方法)处理
//4. 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Exception
//5. throws 关键字后也可以是 异常列表, 即可以抛出多个异常
FileInputStream fis = new FileInputStream("d://aa.txt");
}
}
- 三、注意事项和使用细节
- 对于编译异常,程序中必须处理,比如try-catch 或者throws
- 对于运行时异常,程序中如果没有处理,默认就是throws的方式处理[举例]
- 子类重写父类的方法时,对抛出异常的规定:子类重写的方法,所抛出的异常类型要么和父类抛出的异常一致,要么为父类抛出的异常的类型的子类型[举例]
- 在throws过程中,如果有方法 try-catch,就相当于处理异常,就可以不必throws
import java.io.FileInputStream;
import java.io.FileNotFoundException;
public class ThrowsDetail {
public static void main(String[] args) {
f2();
}
public static void f2() /*throws ArithmeticException*/ {
//1.对于编译异常,程序中必须处理,比如 try-catch 或者 throws
//2.对于运行时异常,程序中如果没有处理,默认就是throws的方式处理
int n1 = 10;
int n2 = 0;
double res = n1 / n2;
}
public static void f1() throws FileNotFoundException {
//这里大家思考问题 调用f3() 报错
//解读
//1. 因为f3() 方法抛出的是一个编译异常
//2. 即这时,就要f1() 必须处理这个编译异常
//3. 在f1() 中,要么 try-catch-finally ,或者继续throws 这个编译异常
f3(); // 抛出异常
}
public static void f3() throws FileNotFoundException {
FileInputStream fis = new FileInputStream("d://aa.txt");
}
public static void f4() {
//解读:
//1. 在f4()中调用方法f5() 是OK
//2. 原因是f5() 抛出的是运行异常
//3. 而java中,并不要求程序员显示处理,因为有默认处理机制
f5();
}
public static void f5() throws ArithmeticException {
}
}
class Father {
//父类
public void method() throws RuntimeException {
}
}
class Son extends Father {
//子类
//3. 子类重写父类的方法时,对抛出异常的规定:子类重写的方法,
// 所抛出的异常类型要么和父类抛出的异常一致,要么为父类抛出的异常类型的子类型
//4. 在throws 过程中,如果有方法 try-catch , 就相当于处理异常,就可以不必throws
@Override
public void method() throws ArithmeticException {
}
}
12.9 手动抛出异常 throw
- 一、基本介绍
在编写程序时,我们必须要考虑程序出现问题的情况。比如,在定义方法时,方法需要接受参数。那么,当调用方法使用接受到的参数时,首先需要先对参数数据进行合法的判断,数据若不合法,就应该告诉调用者,传递合法的数据进来。这时需要使用抛出异常的方式来告诉调用者 。
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,也可以根据需要使用人工创建并抛出。
在java中,提供了一个 throw 关键字,它用来抛出一个指定的异常对象。 在当前方法中不处理,抛给调用者处理。
异常的对象的创建和抛出有两种方式:
(1)JVM 创建并抛出
(2)手动 new 出来,然后由 throw 抛出。
Throwable:只有当对象是此类(或其子类之一)的实例时,才能通过 Java 虚拟机或者 Java throw 语句抛出。
类似地,只有此类或其子类之一才可以是 catch 子句中的参数类型。
手动抛出异常对象:
(1)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;
(2)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");
-
二、throw抛出异常实现步骤
(1)创建一个异常对象。封装一些提示信息(信息可以自己编写)
(2)需要将这个异常对象告诉给调用者。通过关键字 throw 就可以完成。throw 异常对象。
使用格式: throw new 异常类名(“异常产生的原因(自己编辑)”);
-
三、 throw 关键字作用
用在方法内,用来抛出一个异常对象,将这个异常对象传递到调用者处,并结束当前方法的执行。
注意事项:
(1)throw 关键字必须写在方法的内部
(2)throw 关键字后边 new 的对象必须是 Exception或者Exception的子类对象
(3)throw 关键字抛出指定的异常对象,我们就必须处理这个异常对象
(4)throw 关键字后边创建的是RuntimeException或者是 RuntimeException的子类对象,我们可以不处理,默认交给JVM处理(打印异常对象,中断程序)
(5)throw 关键字后边创建的是编译异常(写代码的时候报错),我们就必须处理这个异常,要么throws,要么try…catch -
四、throw 与 throws 区别
面试题:throw 与 throws 有什么区别?
(1)throw 用于手动抛出异常对象,是个可执行的语句
(2)throws:在方法签名中,声明方法可能抛出什么异常,让调用者来处理这些异常。
12.10 自定义异常
-
一、基本概念
当程序中出现了某些“错误”,但该错误信息并没有在Throwable子类中描述处理,这个时候可以自己设计异常类,用于描述该错误信息。 -
二、自定义异常的步骤
- 定义类:自定义异常类名(程序员自己写)继承Exception或RuntimeException
- 如果继承Exception,属于编译异常
- 如果继承RuntimeException,属于运行异常(一般来说,继承RuntimeException)
- 三、自定义异常的应用实例 CustomException.java
当我们接收Person对象年龄时,要求范围在18-120之间,否则抛出一个自定义异常(要求继承RuntimeException),并给出提示信息。
public class CustomException {
public static void main(String[] args) /*throws AgeException*/ {
int age = 180;
//要求范围在 18 – 120 之间,否则抛出一个自定义异常
if(!(age >= 18 && age <= 120)) {
//这里我们可以通过构造器,设置信息
throw new AgeException("年龄需要在 18~120之间");
}
System.out.println("你的年龄范围正确.");
}
}
//自定义一个异常
//解读
//1. 一般情况下,我们自定义异常是继承 RuntimeException
//2. 即把自定义异常做成 运行时异常,好处是,我们可以使用默认的处理机制
//3. 即比较方便
class AgeException extends RuntimeException {
public AgeException(String message) {
//构造器
super(message);
}
}
12.11 throw 和throws 的区别
- 一览表
- 测试题-下面的测试输出什么 ThrowException.java 2min
12.12 本章作业
- 编程题 Homework01.java
a)编写应用程序EcmDef.java,接收命令行的两个参数(整数),计算两数相除。
b)计算两个数相除,要求使用方法cal(int n1, int n2)
c)对数据格式不正确(NumberformatException)、缺少命令行参数(ArraylndexOutOfBoundsException)、除0进行异常处理(ArithmeticException)。
注意:本代码用到了之前的文章 https://blog.csdn.net/m0_50736744/article/details/121450090?spm=1001.2014.3001.5501 中10.2 理解main 方法语法 -深入理解main方法的args
public class Homework01 {
public static void main(String[] args) {
try {
//先验证输入的参数的个数是否正确 两个参数
if(args.length != 2) {
throw new ArrayIndexOutOfBoundsException("参数个数不对");
}
//先把接收到的参数,转成整数
int n1 = Integer.parseInt(args[0]);
int n2 = Integer.parseInt(args[1]);
double res = cal(n1, n2);//该方法可能抛出ArithmeticException
System.out.println("计算结果是=" + res);
} catch (ArrayIndexOutOfBoundsException e) {
System.out.println(e.getMessage());
} catch (NumberFormatException e) {
System.out.println("参数格式不正确,需要输入整数");
} catch (ArithmeticException e) {
System.out.println("出现了除0的异常");
}
}
//编写cal方法,就是两个数的商
public static double cal(int n1, int n2) {
return n1 / n2;
}
}
- 第2题,说出以下代码是否会发生异常,如果会,是哪种异常?如果不会,则打印结果是什么?
public class Homework02 {
public static void main(String[] args) {
if(args[4].equals("john")){
//可能发生ArrayIndexOutOfBoundsException,
//因为一开始args.length = 0,或者一开始传的值不5个
System.out.println("AA");
}else{
System.out.println("BB");
}
Object o= args[2]; //String->Object ,向上转型
Integer i = (Integer)o; //错误,这里一定会发生 ClassCastException,因为上边是字符串赋给了o,这里把字符串o转换为整数不对
}
}
- 第3题
- 第4题