异常 Exceptions

分手后的思念是犯贱 2022-05-16 06:19 337阅读 0赞

异常  Exceptions

尽管人人都希望所处理的事情能顺利进行，所操纵的机器能正常运转，但在现实生活中总会遇到各种异常情况。例如职工小  
王开车去上班，在正常情况下， 小王会准时到达单位。但是天有不测风云，在小王去上班时，可能会遇到一些异常情况：  
    比如小王的车子出了故障，小王只能改为步行，结果上班迟到；或者遭遇车祸而丧命。

异常情况会改变正常的流程，导致恶劣的后果。为了减少损失，应该事先充分预计到所有可能出现的异常，然后采取解决措施。  
程序运行时也会遇到各种异常情况，异常处理的原则和现实生活中异常处理原则相似。首先应该预计到所有可能出现的异常，  
然后考虑能否完全避免异常，如果不能完全避免，再考虑异常发生时的具体处理方法。

Java语言提供了一套完善的异常处理机制。正确运用这套机制，有助于提高程序的健壮性。所谓程序的健壮性，指程序在多数  
情况下能够正常运行，返回预期的正确结果；如果偶尔遇到异常情况，程序也可采取周到的解决措施。

Java语言按照面向对象的思想来处理异常，使得程序具有更好的可维护性。Java异常处理机制具有以下优点：

. 把各种不同类型的异常情况进行分类，用Java类来表示异常情况，这种类被称为异常类。  
        把异常情况表示成异常类，可以充分发挥类的可扩展和可重用的优势。  
. 异常流程的代码和正常流程的代码分离，提高了程序的可读性，简化了程序的结构。  
. 可以灵活地处理异常，如果当前方法有能力处理异常，就捕获并处理它，否则只需要抛出异常，由方法调用者来处理它。

知识点：一. 异常的基本概念

1. 异常产生的条件  
       或者称为异常情况。在Java代码中哪些是异常情况呢？ 例如：   
       a. 整数相除运算中，分母为0;   
       b. 通过一个没有指向任何具体对象的引用去访问对象的方法；  
       c. 使用数组长度作为下标访问数组元素；  
       d. 将一个引用强制转化成不相干的对象；  
       等等；  
    2. 异常会改变正常程序流程;  
       异常产生后，正常的程序流程被打破了，要么程序中止，要么程序被转向异常处理的语句；  
    3. 当一个异常的事件发生后，该异常被虚拟机封装形成异常对象抛出。  
    4. 用来负责处理异常的代码被称为异常处理器  
    5. 通过异常处理器来捕获异常  
       
    举例：class ExceptionTest \{  
        public static void divide(int a, int b) \{  
            //try \{  
                int result = a / b;  
                System.out.println(a + "/" + b + "=" + result);  
            //\} catch(ArithmeticException e) \{  
            //    System.out.println("Sorry, error in divide");  
            //\}  
        \}

public static void main(String\[\] args) \{  
               divide(1,2);  
               divide(10,2);  
               divide(10,0);  
               divide(10,5);  
        \}  
      \}

二. try...catch语句

在Java语言中，用try...catch语句来捕获处理异常。格式如下：

try \{  
    可能会出现异常情况的代码；  
    \} catch(异常类型 异常参数) \{  
    异常处理代码  
    \} catch(异常类型 异常参数) \{  
    异常处理代码  
    \}

1. 如果try代码块中没有抛出异常，try代码块中语句会顺序执行完，catch代码块内容不会被执行；  
    2. 如果try代码块中抛出catch代码块所声明的异常类型对象，程序跳过try代码块中接下来代码，直接执行  
       catch代码块中对应内容;  
       a. 可以存在多个catch代码块，究竟执行哪个，看抛出的异常对象是否是catch代码块中异常类型；  
       b. 异常只能被一个异常处理器所处理, 不能声明两个异常处理器处理相同类型的异常；  
       c. 多个catch语句块所声明的异常类型不能越来越小；  
       d. 不能捕获一个在try语句块中没有抛出的异常；   
    3. 如果try代码块中抛出catch代码块未声明的异常类型对象，异常被抛给调用者；哪个调用了这段语句块  
       哪个负责处理这个异常；

三. finally语句: 任何情况下都必须执行的代码

由于异常会强制中断正常流程，这会使得某些不管在任何情况下都必须执行的步骤被忽略，从而影响程序的健壮性。  
    例如小王开了一家小店，在店里上班的正常流程为：打开店门、工作8个小时、关门。异常流程为：小王在工作时突然  
    犯病，因而提前下班。例：

public void work() \{  
                try \{  
                    开门();  
                    工作8个小时();  
                    关门();  
                \} catch(Exception e) \{  
                    //去医院  
                      
                \}   
              
            \}  
      
    假如小王在工作时突然犯病，那么流程会跳转到catch代码块，这意味着关门的操作不会被执行，这样的流程显然是不  
    安全的，必须确保关门的操作在任何情况下都会被执行。finally代码块能保证特定的操作总是会被执行，它的形式如下：

public void work() \{  
                try \{  
                    开门();  
                    工作8个小时();  
                \} catch(Exception e) \{  
                    //去医院  
                    return;  
                \} finally \{  
                    关门();  
                \}  
            \}

当然finally代码块中代码也可位于catch语句块之后，例如：

public void work() \{  
    try \{  
        开门();  
        工作8个小时();  
    \} catch(Exception e) \{  
        //去医院  
    \}

关门();

这在某些情况下是可行的，但不值得推荐：  
　　　　　　  
　　　　　   a. 把与try代码块相关的操作孤立开来，使程序结构松散，可读性差；  
    b. 影响程序的健壮性。假设catch语句块中继续有异常抛出，关门动作便不会执行。

四. 异常调用栈

异常处理时所经过的一系列方法调用过程被称为异常调用栈。

1. 异常的传播  
       哪个调用，哪个处理；  
       a. 异常情况发生后，发生异常所在的方法可以处理；  
       b. 异常所在的方法内部没有处理，该异常将被抛给该方法调用者，调用者可以处理；  
　　　　　　　   c. 如调用者没有处理，异常将被继续抛出；如一直没有对异常处理，异常将被抛至虚拟机；  
    2. 如果异常没有被捕获，那么异常将使你的程序将被停止。  
       异常产生后，如果一直没有进行捕获处理，该异常被抛给虚拟机。程序将被终止。  
    3. 经常会使用的异常API  
       getMessage：获得具体的异常出错信息，可能为null。  
       printStatckTrace()：打印异常在传播过程中所经过的一系列方法的信息，简称异常处理方法调用栈信息；在程序调试  
           阶段，此方法可用于跟踪错误。

五. 异常层级关系

所有异常类的祖先类为java.lang.Throwable类。它有两个直接的子类：

1. Error类：表示仅靠程序本身无法恢复的严重错误，比如内存空间不足，或者Java虚拟机的方法调用栈溢出。在大多数情  
        况下，遇到这样的错误时，建议让程序终止。  
    2. Exception类：表示程序本身可以处理的异常。Exception还可以分为两种：运行时异常和受检查异常。  
      
       a. 运行时异常

1) 基本概念

RuntimeException类及其子类都被称为运行时异常，这种异常的特点是Java编译器不会检查它，也就是说，当程序中  
      可能出现这类异常时，即使没有用try...catch语句捕获它，也没有用throws子句声明抛出它，还是会编译通过。例  
      如divide()方法的参数b为0, 执行a/b操作时会出现ArithmeticException异常，它属于运行时异常，Java编译器不会  
      检查它。

public int divide(int a, int b) \{  
         return a/b;      //当参数b为0, 抛出ArithmeticException  
      \}

2) 深入解析

运行时异常表示无法让程序恢复运行的异常，导致这种异常的原因通常是由于执行了错误操作。一旦出现了错误操作，  
      建议终止程序，因此Java编译器不检查这种异常。

运行时异常应该尽量避免。在程序调试阶段，遇到这种异常时，正确的做法是改进程序的设计和实现方式，修改程序  
      中的错误，从而避免这种异常。捕获它并且使程序恢复运行并不是明智的办法。

3) 对比

与Error类相比：

相同点：i. Java编译器都不会检查它们；  
          ii.当程序运行时出现它们， 都会终止程序；

不同点：i. Error类及其子类表示的错误通常是由Java虚拟机抛出的，在JDK中预定义了一些错误类，比如  
             OutOfMemoryError和StackOutofMemoryError。  
             RuntimeException表示程序代码中的错误；  
          ii.Error类一般不会扩展来创建用户自定义的错误类；  
             RuntimeException是可以扩展的，用户可以根据特定的问题领域来创建相关的运行时异常类；

b. 受检查异常。

除了RuntimeException及其子类以外， 其他的Exception类及其子类都属于受检查异常(Checked Exception)。 这种  
      异常的特点是Java编译器会检查它，也就是说，当程序中可能出现这类异常时，要么用try...catch语句捕获它，要  
      么用throws子句声明抛出它，否则编译不会通过。

六. 一些未检查的异常RuntimeException

1. java.lang.ArithmeticException    
       算术异常    如：除0;  
    2. java.lang.NullPointerException    
       空指针引用 如：没初始化一个References便使用;  
    3. java.lang.ArrayIndexoutofBoundsException    
       数组越界    如：调用一个有十个元素的Array的第十一个元素的内容;  
    4. java.lang.ClassCastException   
       强制类型转换异常  
    5. java.lang.NumberFormatException    
       数据格式异常    如：Integer.parseInt("a");  
    6. java.lang.NegativeArraySizeException 数组长度为负数异常

七. 异常声明和处理

1. 自己主动使用throw语句的时候代码会抛出异常；  
    2. 使用try-catch-finally语句结构处理或  
       在方法声明上声明throws继续抛出；

异常处理语句的语法规则：

1. try代码块不能脱离catch代码块或finally代码块而单独存在。try代码块后面至少有一个catch代码块或finally代码块。  
    2. try代码块后面可以有零个或多个catch代码块，还可以有零个或至多一个finally代码块。如果catch代码块和finally代码  
       块并存，finally代码块必须在catch代码块后面。  
    3. try代码块后面可以只跟finally代码块。  
    4. 在try代码块中定义的变量的作用域为try代码块，在catch代码块和finally代码块中不能访问该变量。  
    5. 当try代码块后面有多个catch代码块时，Java虚拟机会把实际抛出的异常对象依次和各个catch代码块声明的异常类型匹配，  
       如果异常对象为某个异常或其子类的实例，就执行这个catch代码块，而不会再执行其他的catch代码块。  
    6. 如果一个方法可能出现受检查异常，要么用try...catch语句捕获，要么用throws子句声明将它抛出。  
    7. throw语句后面不允许紧跟其它语句，因为这些语句永远不会被执行。

八. 编写/使用自己的异常类,

在特定的问题领域，可以通过扩展Exception类或RuntimeException类来创建自定义的异常。异常类包含了和异常相关的信息,   
    这有助于负责捕获异常的catch代码块，正确地分析并处理异常。

package com.briup.chap08;

public class UserException extends Exception\{

public UserException() \{  
            super();  
        \}

public UserException(String message) \{  
            super(message);  
        \}

package com.briup.chap08;

public class UserExceptionTest \{

public void addUser()throws UserException\{  
      
            System.out.println("添加用户");  
      
        \}

public static void main(String\[\] args) \{  
      
            UserExceptionTest u = new UserExceptionTest();  
      
            try \{  
                u.addUser();  
            \} catch (UserException e) \{  
                e.printStackTrace();  
            \}  
      
      
        \}