Java基础43 异常（Exception）

news2025/2/23 13:10:38

异常（Exception）

  • Exception
    • 1.1 异常的概念
    • 1.2 异常体系图（☆）
    • 1.3 异常处理分类
      • 1.3.1 运行时异常（☆）
      • 1.3.2 编译时异常（☆）
    • 1.4 异常处理（☆）
      • 1.4.1 try-catch异常处理
      • 1.4.2 throws异常处理
    • 1.5 自定义异常
    • 1.6 throw和throws的对比
    • 1.7 Exception练习

Exception

1.1 异常的概念

● 什么是异常？

异常就是程序中的一些错误。

● 异常发生的原因是什么？

异常发生的原因有很多，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）

● 程序执行过程中所发生的异常事件可分为两类

1）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。

2）Exception（异常）：其他因编程错误或偶然的外在因素导致的一般性问题，是可以使用针对性的代码进行处理。

例如空指针访问，视图读取不存在的文件，网络连接中断等等。

● 异常与错误的直白理解

你写了一段代码，但是你写的代码中有语法错误，少了一些标点符号，那么运行出来的结果就会是：

java.lang.Error;

这就是错误，而不是异常。

而如果你写的那段代码没有任何语法错误，但是你写的语句是用一个数除以一个0，而在java中会因为你用0做了除数，而出现异常，并给你红色的警告：

java.lang.ArithmeticException

这就是异常。

1.2 异常体系图（☆）

● 异常体系图一览

图一：

在这里插入图片描述
图二：

在这里插入图片描述

（图片来源于韩老师的视频）

1.3 异常处理分类

  1. 异常分为两大类：运行时异常和编译时异常。
  2. 运行时异常：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，是程序员应该避免其出现的异常。【java.lang.RuntimeException类及它的子类都是运行时异常】
  3. 对于运行时异常，可以不做处理，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。
  4. 编译时异常：是编译器要求必须处置的异常。

1.3.1 运行时异常（☆）

● 常见的运行时异常

  1. NullPointerException （空指针异常）
  2. ArithmeticException （数学运算异常）
  3. ArrayIndexOutOfBoundsException （数组下标越界异常）
  4. ClassCastException （类型转换异常）
  5. NumberFormatException （数字格式不正确异常）

1.3.2 编译时异常（☆）

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

  1. SQLException （操作数据库时，查询表可能发生异常）
  2. IOException （操作文件时，发生的异常）
  3. FileNotFoundException （当操作一个不存在的文件时，发生异常）
  4. ClassNotFoundException （加载类，而该类不存在时，异常）
  5. EOFException （操作文件，到文件末尾，发生异常）
  6. IllegalArguementException （参数异常）

1.4 异常处理（☆）

异常处理就是当异常发生的时候，对异常处理的方式。

● 异常处理机制

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，最顶级的处理者是JVM。

注意：

  1. try - catch - finally 和 throws 必须二选一
  2. 如果程序没有显示处理异常，则默认是throws

方式一 （try - catch - finally）

try{
	代码/可能的异常
}catch(Exception e){
	捕获到异常,当异常发生时,
	系统将异常封装成Exception 对象 e,
	传递给catch，得到异常对象后,程序员自行处理

	注意:如果没有发生异常,catch代码块则不执行
}finally{
	不管try代码块是否有异常发生,始终要执行finally
}

方式二 （throws）

throws是会把异常返回给上一级，直到最后的JVM，JVM会输出异常信息，然后退出程序。

在这里插入图片描述

1.4.1 try-catch异常处理

● try - catch方式处理异常介绍

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数量的try…catch块。

● try - catch 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
}

● try-catch 注意事项

  1. 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。（try块中发生异常后，try块剩下的语句不再执行）
  2. 如果异常没有发生，则顺序执行try的代码块，不会进入到catch。
  3. 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 - finally {}
  4. 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。
try{
	Person person = new Person();
	person.say();
	int i = 10/0;
} catch (NullPointerException e){
	System.out.println("here1");
	e.printStackTrace();
} catch (Exception e){
	System.out.println("here2");
	e.printStackTrace();
} finally {
	System.out.printl("here3");
}
  1. 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，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。
try{
	//代码
} finally {
	//总是执行
}

1.4.2 throws异常处理

● 基本介绍

1） 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。

2）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。

● 使用演示

public class Throws01{
	public static void main(String[] args){
		
	}
	public void f2() throwsFileNoteFoundException	{
		//此处的FileNoteFoundException可以换成它的父类Exception
		//创建了一个文件流对象
		//1.这里的异常是一个FileNoteFoundException 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
		//5.throws关键字也可以是异常列表,即可以抛出多个异常
		FileInputStream fis = new FileInputStream("d://aa.txt");
	}
}

● throws注意事项及其使用细节

  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。
  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的类型的子类型。
  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。

注意！！！

● 第一点

下面的代码，在f1（）中调用 f3（），如果我解开f3的注释，就会出现红色的警告，原因是：

f3（）抛出的是一个编译异常，即这时，就要f1（）必须处理这个编译异常。

public static void f1(){
	//f3();
}

public static void f3() throws FileNotFoundException{
	FileInputStream fis = new FileInputStream("d://aa.txt");
}

处理方法：

在f1（）中，要么 try - catch - finally，或者继续throws这个编译异常

选用throws方法处理

public static void f1() throws FileNotFoundException{
	f3();
}

public static void f3() throws FileNotFoundException{
	FileInputStream fis = new FileInputStream("d://aa.txt");
}

● 第二点

下面的代码中在f4（）中调用f5（）并没有报错，原因是：

f5（）抛出的是运行异常，而Java中，并不要求程序员显示处理运行异常，因为有默认处理机制。

public static void f4(){
	f5();
}

public static void f5() throws AritmeticeException{
}

1.5 自定义异常

● 什么是自定义异常？

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，这个时候就可以自己设计异常类，用于描述该错误信息。

● 自定义异常的步骤

  1. 定义类：自定义异常类名（程序员自定）继承Exception 或 RuntimeException。
  2. 如果继承Exception，则属于编译异常。
  3. 如果继承RuntimeException，则属于运行异常（一般来说都是继承RuntimeException）

● 自定义异常的应用实例

实例1

当我们接收Person对象年龄时，要求范围在18 - 120 之间，否则就抛出一个自定义异常（要求
继承RuntimeException），并给出提示信息。

代码实现

public class Test02 {
    public static void main(String[] args) {
        int age = 23;
        //要求范围在18 - 120 之间,否则就抛出一个自定义异常
        if(!(age >=18 && age <= 120)){
            //通过构造器设置年龄
            throw new ageException("年龄要求在18—120之间。");
        }
        System.out.println("输入的年龄范围正确。");
    }

    //自定义异常类
    static class ageException  extends RuntimeException{
        public ageException(String message) { //构造器
            super(message);
        }
    }
}

注意：

一般情况下，我们自定义异常是继承RuntimeException，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，比较方便。

1.6 throw和throws的对比

意义位置后面跟的内容
throws异常处理的一种方式方法声明处异常类型
throw手动生成异常对象的关键字方法体中异常对象

throw使用实例

看下面的测试代码中输出什么内容？

ReturnExceptionDemo类

class ReturnExceptionDemo{
	static void methodA(){
		try{
			System.out.println("进入方法A");	
			throw new RuntimeException("制造异常");
		}finally{
			System.out.println("用A方法的finally");
		}
	}
	static void methodB(){
		try{
			System.out.println("进入方法B");
			return;	
		}finally{
			System.out.println("调用B方法的finally");	
		}
	}
}

main方法

public static void main(String[] args){
	try{
		ReturnExceptionDemo.methodA();
	}catch(Exception e){
		System.out.println(e.getMessage());
	}
		ReturnExceptionDemo.methodB();
}

答案

在这里插入图片描述

1.7 Exception练习

看看下面代码是否正确，为什么？

题一：

String friends[] = {"tom","jack","milan"};
for(int i = 0; i < 4; i++){
	System.out.println(friends[i]);
}

题二：

Cat c = new Cat();
cat = null;
System.out.println(cat.name);

题三：

public class AAA{
	int x;
	public static void main(){
		int y;
		AAA a = new AAA();
		y = 3 / a.x;
		System.out.println("program ends ok!");
	}
}

题四：

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

答案

题一：

ArrayIndexOutOfBoundsException （数组越界异常）

题二：

NullPointerException（空指针异常）

题三：

ArithmeticException （数学运算异常）

题四：

ClassCastException （类型转换异常）

● try - catch 异常处理练习

题一

以下代码输出什么？

public class Exception01{
	public static int method(){
		try{
			String[] names = new String[3];
			if(names[1].equals("tom")){
				System.out.println(names[1]);
			}else{
				names[3] = "coco";	
			}
			return 1;
		} catch (ArrayIndexOutOfBoundsException e){
			return 2;
		} catch (NullPointerException e){
			return 3;
		} finally {
			return 4;	
		}
	}
	public static void main(String[] args){
		System.out.println(method());
	}
}

分析

  1. 创建数组后并没有给数组添加值，所以数组所存的三个数据都为Null。
  2. 进入到if语句里，names[1]的值为Null，所以会有NullPointerException异常的错误信息报出。
  3. 当获取到NullPointerException时会进入return3的catch中。
  4. 但是注意：try - catch 的结构最后有一个finally，所以即使你捕获到了NullPointerException也必须要执行finally，所以最后的结果是return 4，输出的结果为：4。

结果

4

题二

public class Exception02{
	public static int method(){
		int i =1;
		try{
			i++;
			String[] names = new String[3];
			if(names[1].equals("tom")){
				System.out.println(names[1]);
			}else{
				names[3] = "coco";	
			}
			return 1;
		} catch (ArrayIndexOutOfBoundsException e){
			return 2;
		} catch (NullPointerException e){
			return ++i;
		} finally {
			return ++i;	
		}
	}
	public static void main(String[] args){
		System.out.println(method());
	}
}

分析

  1. int i = 1；
  2. 进入到try，i++（i=2），创建了数组后，并没有给数组赋值，所以数组依旧是三个Null。
  3. 进入到if，由于数组里是null，所以程序会报空指针异（NullPointerException）。
  4. 进入到catch里，传入NullPointerException e，由于有finally，所以return 不执行，但是 i 是先自增才输出，所以i就先变为了3，才继续下一步。
  5. 执行finally里的代码，return ++i；最后输出的结果为4。

答案

在这里插入图片描述

题三

public class Exception02{
	public static int method(){
		int i =1;
		try{
			i++;
			String[] names = new String[3];
			if(names[1].equals("tom")){
				System.out.println(names[1]);
			}else{
				names[3] = "coco";	
			}
			return 1;
		} catch (ArrayIndexOutOfBoundsException e){
			return 2;
		} catch (NullPointerException e){
			return ++i;
		} finally {
			++i;
			System.out.println("i="+ i);	
		}
	}
	public static void main(String[] args){
		System.out.println(method());
	}
}

分析

  1. i=1，程序进入try中，i++（i=2），由于创建数组时并没有给出数组的值，所以数组里3个位置都为Null。
  2. 进入if，由于三个位置的值都是Null，所以程序出现NullPointerException异常，进入到catch中。
  3. 进入到NullPointerException e 的catch中，++i（i=3），这里的 i 由一个临时变量temp存储起来，再进入到finally。
  4. 进入到finally中，++i（i=4），打印出：“i=4”，由于finally中只有输出语句，程序并没有结束，所以还会回到上一级的catch里。
  5. 回到NullPointerException的catch中，执行return ++i；（return temp）输出结果3。
  6. 所以最终得结果为：i=4，3。

答案

**答案**

● 本章练习

题一

  1. 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。
  2. 计算两个数相除，要求使用方法cal（int n1，int n2）
  3. 对数据格式不正确（NumberformatException）、缺少命令行参数（ArrayIndexOutOfBoundsException）、除0进行异常处理（ArithmeticException）。

代码实现

public class Homework01{
	public static void main(String[] args){
		try{
			//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");	
			}
			//接收整数
			int n1 = Integer.parseInt(args[0]);
			int n2 = Integer.parseInt(args[1]);
			
			//该方法可能抛出ArithmeticException
			double res = cal(n1,n2); 
			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,需输出整数");
		} catch(ArithmeticException e){
			System.out.println("出现了除0的异常");
		}
	}
	
	//cal方法,求两数商
	public static double cal(int n1,int n2){
		return n1/n2;
	}
}

题二

看看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 static void main(String[] args){
	if(args[4].equals("jock")){ 
		System.out.println("AA");
	}else{
		System.out.println("BB");
	}
	Object o = args[2]; 
	Integer i = (Integer)o;
}

分析与答案

这里的args.length=0，因为没有给args一个值或者长度，所以会发生ArrayIndexOutOfBoundsException（数组越界异常）

if(args[4].equals("jock"))

String -> Object，发生了向上转型，所以不会异常

Object o = args[2];

这里会发生异常（ClassCastException），转型错误。

Integer i = (Integer)o;

题三

写出程序结果

public static void func(){
	try{
		throw new RuntimeException();
	}
	finally{
		System.out.println("B");
	}
}
public static void main(String[] args){
	try{
		func();
		System.out.println("A");
	} catch (Exception e){
		System.out.println("C");
	}
	System.out.println("D");
 }
}

答案

在这里插入图片描述

题四

写出程序结果

public static void main(){
	try{
		showExce();
		System.out.println("A");
	} catch(Exception e){
		System.out.println("B");
	} finally{
		System.out.println("C");
	}
	System.out.println("D");
}
public static void showExce() throws Exception{
	throw new Exception();
}

答案
在这里插入图片描述

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