【javaSE】中异常如何处理

向右看齐 2024-03-30 13:46 73阅读 0赞

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**目录**

文章目录

一、异常的初识

1.1异常的概念

1.2异常的体系结构

1.3异常的分类

二、异常的处理和抛出

2.1防御式编程

2.2异常的抛出

2.3异常的捕获

2.4异常的处理流程

三、自定义异常类

3.1举例：实现一个用户登录功能

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## **一、异常的初识** ##

### 1.1异常的概念 ###

> **在Java中，将程序执行过程中发生的不正常行为称为异常。**

在写代码时经常遇到的：

1.算数异常
    System.out.println(10 / 0);
    
    // 执行结果
    Exception in thread "main" java.lang.ArithmeticException: / by zero
    
    2.数组越界异常
    int[] arr = {1, 2, 3};
    System.out.println(arr[100]);
    
    // 执行结果
    Exception in thread "main" java.lang.ArrayIndexOutOfBoundsException: 100
    
    3.空指针异常
    int[] arr = null;
    System.out.println(arr.length);
    
    // 执行结果
    Exception in thread "main" java.lang.NullPointerException

### 1.2异常的体系结构 ###

> **异常种类繁多，为了对不同异常或者错误进行很好的分类管理，Java内部维护了一个异常的体系结构：**

![0ba73b86c83443169739434ea39ed892.png][]

> 从上图中可以看到：
> 
> 1.  **Throwable：是异常体系的顶层类，其派生出两个重要的子类, Error 和 Exception**
> 2.  **Error：指的是Java虚拟机无法解决的严重问题，比如：JVM的内部错误、资源耗尽等，典型代表：StackOverflowError和OutOfMemoryError，一旦发生回力乏术。**
> 3.  **Exception：异常产生后程序员可以通过代码进行处理，使程序继续执行。比如：感冒、发烧。我们平时所说的异常就是Exception。**

### 1.3异常的分类 ###

> **异常可能在编译时发生，也可能在程序运行时发生，根据发生的时机不同，可以将异常分为：**

1.编译时异常
    在程序编译期间发生的异常，称为编译时异常，也称为受检查异常(Checked Exception)
    
    public class Person {
    private String name;
    private String gender;
    int age;
    // 想要让该类支持深拷贝，覆写Object类的clone方法即可
    @Override
    public Person clone() {
    return (Person)super.clone();
    }
    } 
    编译时报错：
    Error:(17, 35) java: 未报告的异常错误java.lang.CloneNotSupportedException; 必须对其进行捕获或声明以便抛出
    
    2.运行时异常
    
    在程序执行期间发生的异常，称为运行时异常，也称为非受检查异常(Unchecked Exception)
    RunTimeException以及其子类对应的异常，都称为运行时异常。比如：NullPointerException、
    ArrayIndexOutOfBoundsException、ArithmeticException。
    
    注意：编译时出现的语法性错误，不能称之为异常。例如将 System.out.println 拼写错了, 写成了
    system.out.println. 此时编译过程中就会出错, 这是 "编译期" 出错。而运行时指的是程序已经编译通过得到class 文件了, 再由 JVM 执行过程中出现的错误。

## 二、异常的处理和抛出 ##

### 2.1防御式编程 ###

> **错误在代码中是客观存在的. 因此我们要让程序出现问题的时候及时通知程序猿. 主要的方式  
> 1. LBYL: Look Before You Leap. 在操作之前就做充分的检查. 即：事前防御型**

boolean ret = false;
    ret = 登陆游戏();
    if (!ret) {
    处理登陆游戏错误;
    return;
    } r
    et = 开始匹配();
    if (!ret) {
    处理匹配错误;
    return;
    } r
    et = 游戏确认();
    if (!ret) {
    处理游戏确认错误;
    return;
    } r
    et = 选择英雄();
    if (!ret) {
    处理选择英雄错误;
    return;
    } r
    et = 载入游戏画面();
    if (!ret) {
    处理载入游戏错误;
    return;
    }
    ......
    缺陷：正常流程和错误处理流程代码混在一起, 代码整体显的比较混乱。

> **2. EAFP: It's Easier to Ask Forgiveness than Permission. "事后获取原谅比事前获取许可更容易". 也就是先操作, 遇到问题再处理. 即：事后认错型**

try {
    登陆游戏();
    开始匹配();
    游戏确认();
    选择英雄();
    载入游戏画面();
    ...
    } catch (登陆游戏异常) {
    处理登陆游戏异常;
    } catch (开始匹配异常) {
    处理开始匹配异常;
    } catch (游戏确认异常) {
    处理游戏确认异常;
    } catch (选择英雄异常) {
    处理选择英雄异常;
    } catch (载入游戏画面异常) {
    处理载入游戏画面异常;
    }
    ......
    优势：正常流程和错误流程是分离开的, 程序员更关注正常流程，代码更清晰，容易理解代码

> **异常处理的核心思想就是 EAFP。  
> 在Java中，异常处理主要的5个关键字：throw、try、catch、final、throws。**

### 2.2异常的抛出 ###

> 编写程序时，如果程序中出现错误，此时就需要将错误的信息告知给调用者，比如：参数检测。  
> 在Java中，可以借助throw关键字，抛出一个指定的异常对象，将错误信息告知给调用者。具体语法如下：  
> **throw new XXXException("异常产生的原因");**

举个例子：实现一个获取数组中任意位置元素的方法。

public static int getElement(int[] array, int index){
    if(null == array){
    throw new NullPointerException("传递的数组为null");
    } if(
    index < 0 || index >= array.length){
    throw new ArrayIndexOutOfBoundsException("传递的数组下标越界");
    } r
    eturn array[index];
    }
    public static void main(String[] args) {
    int[] array = {1,2,3};
    getElement(array, 3);
    }

> **【注意事项】  
> 1. throw必须写在方法体内部  
> 2. 抛出的对象必须是Exception 或者 Exception 的子类对象  
> 3. 如果抛出的是 RunTimeException 或者 RunTimeException 的子类，则可以不用处理，直接交给JVM来处理  
> 4. 如果抛出的是编译时异常，用户必须处理，否则无法通过编译  
> 5. 异常一旦抛出，其后的代码就不会执行**

### 2.3异常的捕获 ###

> **异常的捕获，也就是异常的具体处理方式，主要有两种：异常声明throws 以及 try-catch捕获处理。**
> 
> **异常声明throws：**
> 
> 处在方法声明时参数列表之后，当方法中抛出编译时异常，用户不想处理该异常，此时就可以借助throws将异常抛给方法的调用者来处理。即当前方法不处理异常，提醒方法的调用者处理异常。

语法格式：
    修饰符 返回值类型 方法名(参数列表) throws 异常类型1，异常类型2...{
    
    }

举例：加载指定的配置文件config.ini

public class Config {
    File file;
    /*
    FileNotFoundException : 编译时异常，表明文件不存在
    此处不处理，也没有能力处理，应该将错误信息报告给调用者，让调用者检查文件名字是否给错误了
    */
    public void OpenConfig(String filename) throws FileNotFoundException{
    if(filename.equals("config.ini")){
    throw new FileNotFoundException("配置文件名字不对");
    } /
    / 打开文件
    }
    public void readConfig(){
    }
    }

> **【注意事项】  
> 1. throws必须跟在方法的参数列表之后  
> 2. 声明的异常必须是 Exception 或者 Exception 的子类  
> 3. 方法内部如果抛出了多个异常，throws之后必须跟多个异常类型，之间用逗号隔开，如果抛出多个异常类型具有父子关系，直接声明父类即可。**
> 
> **4.调用声明抛出异常的方法时，调用者必须对该异常进行处理，或者继续使用throws抛出**

![43179568092a47edb6c01c4ff71eac0e.png][]

> **try-catch捕获并处理：**
> 
> throws对异常并没有真正处理，而是将异常报告给抛出异常方法的调用者，由调用者处理。如果真正要对异常进行处理，就需要try-catch。

语法格式：
    try{
    // 将可能出现异常的代码放在这里
    }catch(要捕获的异常类型 e){
    // 如果try中的代码抛出异常了，此处catch捕获时异常类型与try中抛出的异常类型一致时，或者是try中抛出异常的基类
    时，就会被捕获到
    // 对异常就可以正常处理，处理完成后，跳出try-catch结构，继续执行后序代码
    }[catch(异常类型 e){
    // 对异常进行处理
    }finally{
    // 此处代码一定会被执行到
    }]
    // 后序代码
    // 当异常被捕获到时，异常就被处理了，这里的后序代码一定会执行
    // 如果捕获了，由于捕获时类型不对，那就没有捕获到，这里的代码就不会被执行
    注意：
    1. []中表示可选项，可以添加，也可以不用添加
    2. try中的代码可能会抛出异常，也可能不会

> **【注意事项】  
> 1. try块内抛出异常位置之后的代码将不会被执行  
> 2. 如果抛出异常类型与catch时异常类型不匹配，即异常不会被成功捕获，也就不会被处理，继续往外抛，直到JVM收到后中断程序----异常是按照类型来捕获的**

### 2.4异常的处理流程 ###

> **关于 "调用栈"  
> 方法之间是存在相互调用关系的, 这种调用关系我们可以用 "调用栈" 来描述. 在 JVM 中有一块内存空间称为"虚拟机栈" 专门存储方法之间的调用关系. 当代码中出现异常的时候, 我们就可以使用 e.printStackTrace(); 的方式查看出现异常代码的调用栈.**
> 
> 举例：

public static void main(String[] args) {
    try {
    func();
    } catch (ArrayIndexOutOfBoundsException e) {
    e.printStackTrace();
    } 
    System.out.println("after try catch");
    }
    public static void func() {
    int[] arr = {1, 2, 3};
    System.out.println(arr[100]);
    } 
    // 直接结果
    java.lang.ArrayIndexOutOfBoundsException: 100
    at demo02.Test.func(Test.java:18)
    at demo02.Test.main(Test.java:9)
    after try catch

> **【异常处理流程总结】**
> 
>  *  **程序先执行 try 中的代码**
>  *  **如果 try 中的代码出现异常, 就会结束 try 中的代码, 看和 catch 中的异常类型是否匹配.**
>  *  **如果找到匹配的异常类型, 就会执行 catch 中的代码**
>  *  **如果没有找到匹配的异常类型, 就会将异常向上传递到上层调用者.**
>  *  **无论是否找到匹配的异常类型, finally 中的代码都会被执行到(在该方法结束之前执行).**
>  *  **如果上层调用者也没有处理的了异常, 就继续向上传递.**
>  *  **一直到 main 方法也没有合适的代码处理异常, 就会交给 JVM 来进行处理, 此时程序就会异常终止.**

## 三、自定义异常类 ##

### 3.1举例：实现一个用户登录功能 ###

public class LogIn {
    
    private String userName = "admin";
    private String password = "123456";
    
    public static void loginInfo(String userName, String password) {
    if (!userName.equals(userName)) {
    } 
    
    if(!password.equals(password)) {
    } 
    
    System.out.println("登陆成功");
    
    }
    
    public static void main(String[] args) {
    loginInfo("admin", "123456");
    }
    }
    
    
    
    具体方式：
    1. 自定义异常类，然后继承自Exception 或者 RunTimeException
    2. 实现一个带有String类型参数的构造方法，参数含义：出现异常的原因

class UserNameException extends Exception {
    public UserNameException(String message) {
    super(message);
    }
    }
    
    class PasswordException extends Exception {
    public PasswordException(String message) {
    super(message);
    }
    }

此时我们的 login 代码可以改成：

public class LogIn {
    
    private String userName = "admin";
    private String password = "123456";
    
    public static void loginInfo(String userName, String password)
    throws UserNameException,PasswordException{
    if (!userName.equals(userName)) {
    throw new UserNameException("用户名错误！");
    } 
    
    if(!password.equals(password)) {
    throw new PasswordException("用户名错误！");
    } 
    System.out.println("登陆成功");
    }
    
    public static void main(String[] args) {
    try {
    loginInfo("admin", "123456");
    } catch (UserNameException e) {
    e.printStackTrace();
    } catch (PasswordException e) {
    e.printStackTrace();
    }
    }
    }

> 注意事项  
> 自定义异常通常会继承自 Exception 或者 RuntimeException  
> 继承自 Exception 的异常默认是受查异常  
> 继承自 RuntimeException 的异常默认是非受查异常

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