一.异常
1.异常的概述
- 什么是异常?Java代码在运行时期发生的问题就是异常
- 异常类
- 在Java中,把异常信息封装成了一个类
- 当出现了问题时,就会创建异常类对象并抛出异常相关的信息(如异常出现的位置、原因等)
- 我们见过的异常
- 数组角标越界异常ArrayIndexOutOfBoundsException
- 空指针异常NullPointerException
2.异常的继承体系和错误区别
异常的继承体系
Throwable: 它是所有错误与异常的超类(祖宗类) |- Error 错误 |- Exception 编译期异常,进行编译JAVA程序时出现的问题 |- RuntimeException 运行期异常, JAVA程序运行过程中出现的问题
异常与错误的区别
异常
指程序在编译、运行期间发生了某种异常(XxxException),我们可以对异常进行具体的处理
若不处理异常,程序将会结束运行
实例代码
public static void main(String[] args) { int[] arr = new int[3]; System.out.println(arr[0]); System.out.println(arr[3]); // 该句运行时发生了数组索引越界异常 // ArrayIndexOutOfBoundsException, // 由于没有处理异常,导致程序无法继续执行,程序结束。 System.out.println("over"); // 由于上面代码发生了异常,此句代码不会执行 }
错误
指程序在运行期间发生了某种错误(XxxError),Error错误通常没有具体的处理方式,程序将会结束运行
Error错误的发生往往都是系统级别的问题,都是jvm所在系统发生的,并反馈给jvm的
我们无法处理
实例代码
public static void main(String[] args) { int[] arr = new int[1024*1024*100]; //该句运行时发生了内存溢出错误OutOfMemoryError,开辟了过大的数组空间, //导致JVM在分配数组空间时超出了JVM内存空间,直接发生错误。 }
3.异常对象的产生原因和处理方式
异常对象的产生原因
- 实例代码
//工具类 class ArrayTools{ //对给定的数组通过给定的角标获取元素。 public static int getElement(int[] arr,int index) { int element = arr[index]; return element; } } //测试类 class ExceptionDemo2 { public static void main(String[] args) { int[] arr = {34,12,67}; int num = ArrayTools.getElement(arr,4) System.out.println("num="+num); System.out.println("over"); } }
原因分析
- 由于没找到4索引,导致运行时发生了异常。这个异常JVM认识:ArrayIndexOutOfBoundsException。这个异常Java本身有描述:异常的名称、异常的内容、异常的产生位置。java将这些信息直接封装到异常对象中。new ArrayIndexOutOfBoundsException(4)。
- throw new ArrayIndexOutOfBoundsException(4);产生异常对象。JVM将产生的异常抛给调用者main()方法。
- main()方法接收到了数组索引越界异常对象。由于main()方法并没有进行处理异常,main()方法就会继续把异常抛给调用者JVM。当JVM收到异常后,将异常对象中的名称、异常内容、位置都显示在就控制台上。同时让程序立刻终止。
异常的处理方式
- JVM的默认处理方式
- 把异常的名称,原因,位置等信息输出在控制台,同时会结束程序。
- 一旦有异常发生,其后来的代码不能继续执行。
- 解决程序中异常的手动方式
- 编写处理代码
try...catch...finally
- 抛出 throws
- 编写处理代码
4.方法内部抛出对象throw关键字
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。
什么时候使用throw关键字?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。
使用throw关键字具体操作
- 创建一个异常对象。封装一些提示信息(信息可以自己编写)。
- 通过关键字throw将这个异常对象告知给调用者。throw 异常对象;
- throw 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。
throw关键字使用格式
使用格式:
throw new 异常类名(参数);
异常抛出举例
throw new NullPointerException("要访问的arr数组不存在"); throw new ArrayIndexOutOfBoundsException("该索引在数组中不存在,已超出范围");
实例代码
//编写工具类,提供获取数组指定索引处的元素值 class ArrayTools{ //通过给定的数组,返回给定的索引对应的元素值。 public static int getElement(int[] arr,int index) { /* 若程序出了异常,JVM它会打包异常对象并抛出。但是它所提供的信息不够给力。想要更清晰,需要自己抛出异常信息。 下面判断条件如果满足,当执行完throw抛出异常对象后,方法已经无法继续运算。这时就会结束当前方法的执行,并将异常告知给调用者。这时就需要通过异常来解决。 */ if(arr==null){ throw new NullPointerException("arr指向的数组不存在"); } if(index<0 || index>=arr.length){ throw new ArrayIndexOutOfBoundsException("错误的角标,"+index+"索引在数组中不存在"); } int element = arr[index]; return element; } } //测试类 class ExceptionDemo3 { public static void main(String[] args) { int[] arr = {34,12,67}; //创建数组 int num = ArrayTools.getElement(null,2);// 调用方法,获取数组中指定索引处元素 //int num = ArrayTools.getElement(arr,5);// 调用方法,获取数组中指定索引处元素 System.out.println("num="+num);//打印获取到的元素值 } }
5.方法声明异常关键字throws
声明:将问题标识出来,报告给调用者。如果方法内通过throw抛出了编译时异常,而没有捕获处理(稍后讲解该方式),那么必须通过throws进行声明,让调用者去处理。
声明异常格式:
修饰符 返回值类型 方法名(参数) throws 异常类名1,异常类名2… { }
注意事项: throws用于进行异常类的声明,若该方法可能有多种异常情况产生,那么在throws后面可以写多个异常类,用逗号隔开。
实例代码:多个异常的处理
class Demo{ /* 如果定义功能时有问题发生需要报告给调用者。可以通过在方法上使用throws关键字进行声明。 */ public void show(int x)throws Exception { if(x>0){ throw new Exception(); } else { System.out.println("show run"); } } } //throws用于进行异常类的声明,若该方法可能有多种异常情况产生,那么在throws后面可以写多个异常类,用逗号隔开。 //多个异常的情况,例如: public static int getElement(int[] arr,int index) throws NullPointerException, ArrayIndexOutOfBoundsException { if(arr==null){ throw new NullPointerException("arr指向的数组不存在"); } if(index<0 || index>=arr.length){ throw new ArrayIndexOutOfBoundsException("错误的角标,"+index+"索引在数组中不存在"); } int element = arr[index]; return element; }
6.try…catch异常处理
捕获:Java中对异常有针对性的语句进行捕获,可以对出现的异常进行指定方式的处理
捕获异常格式
try { //需要被检测的语句。 } catch(异常类 变量) { //参数。 //异常的处理语句。 } finally { //一定会被执行的语句。 }
格式说明
- try:该代码块中编写可能产生异常的代码。
- catch:用来进行某种异常的捕获,实现对捕获到的异常进行处理。
- finally:有一些特定的代码无论异常是否发生,都需要执行。另外,因为异常会引发程序跳转,导致有些语句执行不到。而finally就是解决这个问题的,在finally代码块中存放的代码都是一定会被执行的。try…catch…处理掉异常后,程序可以继续执行。
实例代码
//捕获异常格式 class ExceptionDemo{ public static void main(String[] args){ //throws ArrayIndexOutOfBoundsException try { int[] arr = new int[3]; System.out.println( arr[5] );// 会抛出ArrayIndexOutOfBoundsException //当产生异常时,必须有处理方式。要么捕获,要么声明。 } catch (ArrayIndexOutOfBoundsException e) { //括号中需要定义什么呢?try中抛出的是什么异常,在括号中就定义什么异常类型。 System.out.println("异常发生了"); } finally { arr = null; //把数组指向null,通过垃圾回收器,进行内存垃圾的清除 } System.out.println("程序运行结果"); } }
7.多catch处理
一个try 多个catch组合:对代码进行异常检测,并对检测的异常传递给catch处理。对每种异常信息进行不同的捕获处理。
多catch处理的格式
void show(){ //不用throws try{ throw new Exception();//产生异常,直接捕获处理 }catch(XxxException e){ //处理方式 }catch(YyyException e){ //处理方式 }catch(ZzzException e){ //处理方式 } } //注意事项:在捕获异常处理中,变量也是有作用域的,如可以定义多个catch中异常变量名为e。
8.多catch处理细节
- 细节:多个catch小括号中,写的是异常类的类名,有没有顺序的概念?有顺序关系。
- 平级异常:抛出的异常类之间,没有继承关系,没有顺序
- NullPointerException extends RuntimeException
- NoSuchElementException extends RuntimeException
- ArrayIndexOutOfBoundsException extends IndexOutOfBoundsException extends RuntimeException
- 上下级关系的异常:越高级的父类,越写在下面
9.finally代码块
- finally的特点:被finally控制的语句体一定会执行
- finally的作用:无论程序是否有异常出现,程序必须执行释放资源
10.调用抛出异常方法try和throws处理方式
- 在实际开发中使用哪种异常处理方式呢?能自己处理的尽量自己处理。(建议用try…catch)
11.运行时期异常的特点
- 运行时期异常的概述:RuntimeException和他的所有子类异常,都属于运行时期异常。NullPointerException,ArrayIndexOutOfBoundsException等都属于运行时期异常。
- 运行时期异常的特点
- 方法中抛出运行时期异常,方法定义中无需throws声明,调用者也无需处理此异常。
- 运行时期异常一旦发生,需要程序人员修改源代码。
- 设计原因:运行异常一旦发生,一定是源代码的错误,会影响到后面的代码,故需要修改源代码
12.运行异常的案例
计算圆的面积
- 定义方法计算圆形的面积
- 但是如果违反了真实情况,参数小于等于0时需要停止程序不继续计算
实例代码
public class RuntimeExceptionDemo { public static void main(String[] args) { double d = getArea(1); System.out.println(d); } /* * 定义方法,计算圆形的面积 * 传递参数0,或者负数,计算的时候没有问题 * 但是,违反了真实情况 * 参数小于=0, 停止程序,不要在计算了 */ public static double getArea(double r){ if(r <= 0) throw new RuntimeException("圆形不存在"); return r*r*Math.PI; } }
13.方法重写时异常的处理
方法重写时候异常的处理
- 子类覆盖父类方法时,如果父类的方法声明异常,子类只能声明父类异常或者该异常的子类或不声明。
class Fu { public void method () throws RuntimeException {} } class Zi extends Fu { public void method() throws RuntimeException { } //抛出父类一样的异常 //public void method() throws NullPointerException{ } //抛出父类子异常 }
- 当父类方法声明多个异常时,子类覆盖时只能声明多个异常的全部或子集
class Fu { public void method () throws NullPointerException, ClassCastException{} } class Zi extends Fu { public void method()throws NullPointerException, ClassCastException { } public void method() throws NullPointerException{ } //抛出父类异常中的一部分 public void method() throws ClassCastException { } //抛出父类异常中的一部分 }
- 当被覆盖的方法没有异常声明时,子类覆盖时无法声明异常的。
class Fu { public void method (){ } } class Zi extends Fu { public void method() throws Exception { }//错误的方式 }
父类中会存在下列这种情况,接口也有这种情况。接口中没有声明异常,而实现的子类覆盖方法时发生了异常,怎么办?
无法进行throws声明,只能catch的捕获。万一问题处理不了呢?catch中继续throw抛出,但是只能将异常转换成RuntimeException子类抛出。
interface Inter { public abstract void method(); } class Zi implements Inter {//无法声明 throws Exception public void method(){ int[] arr = null; if (arr == null) { //只能捕获处理 try{ throw new Exception(“哥们,你定义的数组arr是空的!”); } catch(Exception e){ System.out.println(“父方法中没有异常抛出,子类中不能抛出Exception异常”); //我们把异常对象e,采用RuntimeException异常方式抛出 throw new RuntimeException(e); } } } }
14.Throwable方法
常见方法
- getMessage()方法,返回该异常的详细信息字符串,即异常提示信息
- toString()方法,返回该异常的名称与详细信息字符串
- printStackTrace()方法,在控制台输出该异常的名称与详细信息字符串、异常出现的代码位置
实例代码
try { Object p= null; if (p==null) { throw new NullPointerException("出现空指针异常了,请检查对象是否为null"); } } catch (NullPointerException e) { String message = e.getMessage(); System.out.println(message );//出现空指针异常了,请检查对象是否为null String result = e.toString(); System.out.println(result); //java.lang.NullPointerException: 出现空指针异常了,请检查对象是否为null e.printStackTrace(); //java.lang.NullPointerException: 出现空指针异常了,请检查对象是否为null,at TestException.main(TestException.java:8) }
15.自定义异常
自定义异常的定义
每个异常中都调用了父类的构造方法,把异常描述信息传递给了父类,让父类帮我们进行异常信息的封装。
定义格式
Class 异常名 extends Exception{ //或继承RuntimeException public 异常名(){ } public 异常名(String s){ super(s); // 如果自定义异常需要异常信息,可以通过调用父类的带有字符串参数的构造函数即可。 } }
自定义异常的练习
练习内容:在Person类的有参数构造方法中,进行年龄范围的判断,若年龄为负数或大于200岁,则抛出NoAgeException异常,异常提示信息“年龄数值非法”。 要求:在测试类中,调用有参数构造方法,完成Person对象创建,并进行异常的处理。
实例代码
//异常类 class NoAgeException extends Exception{ NoAgeException() { super(); } NoAgeException(String message) { super(message); } } //Person类 class Person{ private String name; private int age; Person(String name,int age) throws NoAgeException { //加入逻辑判断。 if(age<0 || age>200) { throw new NoAgeException(age+",年龄数值非法"); } this.name = name; this.age = age; } //定义Person对象对应的字符串表现形式。覆盖Object中的toString方法。 public String toString() { return "Person[name="+name+",age="+age+"]"; } } //测试类 class ExceptionDemo{ public static void main(String[] args) { try { Person p = new Person("xiaoming",20); System.out.println(p); } catch (NoAgeException ex){ System.out.println("年龄异常啦"); } System.out.println("over"); } }
关于构造函数方法抛出异常类总结:构造函数到底抛出这个NoAgeException是继承Exception呢?还是继承RuntimeException呢?
- 继承Exception,必须要throws声明,一声明就告知调用者进行捕获,一旦问题处理了调用者的程序会继续执行。
- 继承RuntimeExcpetion,不需要throws声明的,这时调用是不需要编写捕获代码的,因为调用根本就不知道有问题。一旦发生NoAgeException,调用者程序会停掉,并有jvm将信息显示到屏幕,让调用者看到问题,修正代码。