36、异常(Exception)

太过爱你忘了你带给我的痛 2024-03-31 08:47 168阅读 0赞

一、 引入:

不应该出现了一个不算致命的问题就导致整个系统崩溃，所以java设计者提供了一个异常处理机制来解决问题

快速入门：

package exception_;
    
    public class Exception01 {
        public static void main(String[] args) {
            int num1=10;
            int num2=0;
            //异常处理流程：把该代码块——》选中——》快捷键：ctrl+alt+t——》选择try-catch
            //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) {
                throw new RuntimeException("出现异常的原因："+e.getMessage());//e.getMessage()输出异常信息
            }
            System.out.println("程序继续运行……");
        }
    }
    //输出：
    // Exception in thread "main" java.lang.RuntimeException: 出现异常的原因：/ by zero
    //	at exception_.Exception01.main(Exception01.java:12)

二、基本介绍：

1、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）

2、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：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\[ 编程时编译器检查出的异常 \]

1）运行时异常：编译器检查不出来，编译器不要求强制处置的异常，一般是编程时的逻辑错误，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

2）编译时异常：编译器要求必须处置的异常（任务不合理，就不干活了）

进入到Throwable的源码后，把光标放在 Throwable上，右击，选择……![2327530d36b2401a82c7f9962a1c497a.png][]

即可得到……，可以在上面画思维导图（嘿嘿）![78c065a393f740c0903d7069ed1e7a94.png][]

右击，选择“显示实现”

![51af545a48034411a1aaa7c109baeb9f.png][]

即可开始添加

![6139f2d28b25457abf451c74ac783743.png][]

![875f6619644348479d7c223a9a303a52.png][]

三、异常体系图：

（虚线是实现，实线是继承）

![f9638b772d68458586556453f4d45fb3.png][]

![ec092722fc36472cae6440481abedf28.png][]

三、详细介绍：

1、常见的运行时异常：

（1）NullPointerException空指针异常

当应用程序试图在需要对象的地方使用null时，抛出该异常![c5ae6e21de944bf3bae62caaa996fc41.png][]

package exception_;
    
    public class NullPointerException_ {
        public static void main(String[] args) {
            String name=null;
            System.out.println(name.length());
        }
    }
    //输出：
    // Exception in thread "main" java.lang.NullPointerException: Cannot invoke "String.length()" because "name" is null
    //	at exception_.NullPointerException_.main(NullPointerException_.java:6)

（2）ArithmeticException数学运算异常

当出现异常的运算条件时，抛出此异常

![aa6c95a9f4b440959488db6661be4c09.png][]

package exception_;
    public class Exception01 {
        public static void main(String[] args) {
            int num1=10;
            int num2=0;
            int res=num1/num2;
            System.out.println(res);
        }
    }
    //输出：
    // Exception in thread "main" java.lang.ArithmeticException: / by zero
    //	at exception_.Exception01.main(Exception01.java:7)

（3）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

![b8bba309dc3040a9902ac467dec7010d.png][]

package exception_;
    
    public class ArrayIndexOutOfBoundsException_ {
        public static void main(String[] args) {
            int[] arr={1,2,4};
            for(int i=0;i<=arr.length;i++){
                System.out.println(arr[i]);
            }
        }
    }
    //输出：
    //1
    //2
    //4
    //Exception in thread "main" java.lang.ArrayIndexOutOfBoundsException: Index 3 out of bounds for length 3
    //	at exception_.ArrayIndexOutOfBoundsException_.main(ArrayIndexOutOfBoundsException_.java:7)

（4）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

![3884e90dea37479fb410d43bf46c181e.png][]

package exception_;
    
    public class ClassCastException_ {
        public static void main(String[] args) {
            A b1=new B();//向上转型，b1指向A对象
            B b2=(B)b1;//向下转型，b1指向B对象
            C c2=(C)b1;//b1不能指向C对象，因为B和C没有关系
        }
    }
    class A{}
    class B extends A{};
    class C extends A{};
    //输出：
    // Exception in thread "main" java.lang.ClassCastException: class exception_.B cannot be cast to class exception_.C (exception_.B and exception_.C are in unnamed module of loader 'app')
    //	at exception_.ClassCastException_.main(ClassCastException_.java:7)

（5）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的是满足条件的数字

![4df7dcea75f548b08c940091a736538b.png][]

package exception_;
    
    public class NumberFormatException_ {
        public static void main(String[] args) {
            String name="韩顺平";//应该输入数字
            int num=Integer.parseInt(name);
            System.out.println(num);
        }
    }
    //输出：
    // Exception in thread "main" java.lang.NumberFormatException: For input string: "韩顺平"
    //	at java.base/java.lang.NumberFormatException.forInputString(NumberFormatException.java:67)
    //	at java.base/java.lang.Integer.parseInt(Integer.java:665)
    //	at java.base/java.lang.Integer.parseInt(Integer.java:781)
    //	at exception_.NumberFormatException_.main(NumberFormatException_.java:6)

2、常见的编译异常：

（1）SQLException，操作数据时，查询表可能发生异常

（2）IOException，操作文件时，异常

（3）FileNotFoundException，当操作一个不存在的文件时，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，异常

（6） IllegalArgumentException，参数异常

四、异常处理：

1、异常处理方式：

（1）try-catch-finally(可以没有finally)

1）程序员在代码中捕获发生的异常，自行处理(try用于包含可能出错的代码,catch用于处理try块中发生的异常)

![5e8c9d7ba74f48eabb1c9d6824f43828.png][]

2）

·如果异常发生了，则异常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，子灰异常在前(因为如果父类在前，就可以囊括后面子类的异常处理，那后面子类异常处理的存在也就没有意义了)，如果发生异常，只会匹配一个catch

package exception_;
    
    import project20221109.Person;
    
    public class TryCatchDetail02 {
        public static void main(String[] args) {
            try {
                Person_ person=new Person_();
                System.out.println(person.getName());//NullPointerException
                int num1=10;
                int num2=0;
                int res=num1/num2;//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;
    
        public String getName() {
            return name;
        }
    }
    //输出：
    //null
    //算术异常=/ by zero

·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：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）

package exception_;
    
    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...");
            }
            System.out.println("程序继续执行...");
        }
    }
    //输出：
    // 执行了finally...
    //Exception in thread "main" java.lang.ArithmeticException: / by zero
    //	at exception_.TryCatchDetail03.main(TryCatchDetail03.java:8)

//练习题
    class ExceptionExe01{
         public static int method(){
             int i=1;
             try {
                i++;
                String[] name=new String[3];
                if(name[1].equals("tom")){
                    System.out.println(name[1]);
                }else{
                    name[3]="hspedu";
                }
                return 1;
            } catch (ArrayIndexOutOfBoundsException e) {
                return 2;
            }catch (NullPointerException e){
                return ++i;
                //程序执行到这里时i=3，但不会马上返回，因为还有finally没有执行，
                //所以用了一个临时变量temp来保存3
            } finally{
                ++i;
                System.out.println("i="+i);
                //输出i=4后，因为没有return语句，无法退出程序，又返回上面去返回3
            }
        }public static void main(String[] args) {
            System.out.println(method());
        }
    }
    //输出
    //i=4
    //3

//题目：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
    package exception_;
    import java.util.Scanner;
    public class TryCatchDetail04 {
        public static void main(String[] args) {
            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);//这里可能抛出异常k
                    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);
        }
    }
    //输出：
    //请输入一个整数：
    //tom
    //你输入的不是一个整数：
    //请输入一个整数：
    //1
    //你输入的值是=1

（2）throws

1）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

![f463b0cd953047869d87acb82e10bdd1.png][]

如果程序员没有显示是处理异常，则默认是throws

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

public void f2() throws FileNotFoundException,NullPointerException,ArithmeticException{}
    //也可以写成
    public void f2() throws Exception{}

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（如果子类抛出的异常比父类大，那子类抛完到父类抛出异常时就没有必要抛了）

class Father{
        public void method() throws RuntimeException{}
    }
    class Son extends Father{
        public void method() throws ArithmeticException{}
    }

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

5）细节：

public static void f1(){
                f3();
                //报错原因：因为f3()方法抛出的是一个编译异常，即这时f1()必须处理这个编译异常
            //方法一：public static void f1() throws FileNotFoundException{}
            //方法二：
                //            try {
                //                f3();
                //            } catch (Exception e) {
                //                throw new RuntimeException(e);
                //            }
            }
            public static void f3() throws FileNotFoundException{
                FileInputStream fis=new FileInputStream("d://aa.txt");
            }

public static void f1(){
       f3();//因为f3()抛出的是运行异常，不要求程序员显示处理，因为有默认处理机制
    }
    public static void f3() throws ArithmeticException{
    }

五、自定义异常

1、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，这时可以自己设计异常类，用于描述该错误信息

2、步骤：

（1）定义类：自己写类名，继承Exception或RuntimeException

（2）如果继承Exception，属于编译异常

（3）如果继承RuntimeException，属于运行异常（一般是继承RuntimeException），好处在于可以使用默认的处理机制

六、throw 和 throws的区别：

![36695d5203bc4e45a26cb5e1510d715d.png][]

七、练习题

![51cd257bfbf24beb96e5316915f53b0c.png][]

package exception_;
    import java.util.Scanner;
    public class Homework01 {
        public static void main(String[] args) {
            try {
                if(args.length!=2){
                    throw new ArrayIndexOutOfBoundsException("参数个数不对");
                }
                int n1=Integer.parseInt(args[0]);
                int n2=Integer.parseInt(args[1]);
                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，需要输出整数");;
            }catch (ArithmeticException e){
                System.out.println("出现了除0的异常");
            }
        }
        public static double cal(int n1,int n2){
            return n1/n2;
        }
    }
    //在编辑配置处输入

[2327530d36b2401a82c7f9962a1c497a.png]: https://image.dandelioncloud.cn/pgy_files/images/2024/03/31/00bdbc07aaed496ba1612c999bd3d3e7.png
[78c065a393f740c0903d7069ed1e7a94.png]: https://image.dandelioncloud.cn/pgy_files/images/2024/03/31/c05eee053c984b8b9f4ecf0e89e3f4e9.png
[51af545a48034411a1aaa7c109baeb9f.png]: https://image.dandelioncloud.cn/pgy_files/images/2024/03/31/4645838db87d4b42aaa65ec7c9967b39.png
[6139f2d28b25457abf451c74ac783743.png]: https://image.dandelioncloud.cn/pgy_files/images/2024/03/31/d3a7a4f628e546e0bf50f6cb61ba0cba.png
[875f6619644348479d7c223a9a303a52.png]: https://image.dandelioncloud.cn/pgy_files/images/2024/03/31/5923eb020c194bd2a54e4165c4f9e21c.png
[f9638b772d68458586556453f4d45fb3.png]: https://image.dandelioncloud.cn/pgy_files/images/2024/03/31/b473ea26c77649b4b348490dd5eb1a14.png
[ec092722fc36472cae6440481abedf28.png]: https://image.dandelioncloud.cn/pgy_files/images/2024/03/31/bfd6ec49a09944c7abab58e4b4937036.png
[c5ae6e21de944bf3bae62caaa996fc41.png]: https://image.dandelioncloud.cn/pgy_files/images/2024/03/31/2422fdaf75bc4df39eab90436bdc85ef.png
[aa6c95a9f4b440959488db6661be4c09.png]: https://image.dandelioncloud.cn/pgy_files/images/2024/03/31/bee2a1c5e2154af4b65cb824cc196615.png
[b8bba309dc3040a9902ac467dec7010d.png]: https://image.dandelioncloud.cn/pgy_files/images/2024/03/31/0a35a67ac8404ea7915cd48470fae4dc.png
[3884e90dea37479fb410d43bf46c181e.png]: https://image.dandelioncloud.cn/pgy_files/images/2024/03/31/4d5afc45a1454d5b85f8f782439c690f.png
[4df7dcea75f548b08c940091a736538b.png]: https://image.dandelioncloud.cn/pgy_files/images/2024/03/31/3c04ea0c48074328872e96f1f6cbba79.png
[5e8c9d7ba74f48eabb1c9d6824f43828.png]: https://image.dandelioncloud.cn/pgy_files/images/2024/03/31/4dd0a9d48d254a068bbbe074112996b3.png
[f463b0cd953047869d87acb82e10bdd1.png]: https://image.dandelioncloud.cn/pgy_files/images/2024/03/31/b26d96b705304410b5baea144e806fbf.png
[36695d5203bc4e45a26cb5e1510d715d.png]: https://image.dandelioncloud.cn/pgy_files/images/2024/03/31/d0cc8904047f47acb25066f3b587653d.png
[51cd257bfbf24beb96e5316915f53b0c.png]: https://image.dandelioncloud.cn/pgy_files/images/2024/03/31/f4f40a81f8e741d3b565b2197572d0f0.png