Java——异常

🕗 发布于 2024-07-12 23:32 java 开发语言 贪心算法动态规划排序算法

一、什么是异常

在我们日常生活中，我们可能会生病，会头疼，会肚子疼，打球的时候也可能会受伤。再程序中也是一样，运行时难免会出现一些奇奇怪怪的问题。
在Java中，将程序执行过程中发生的不正常行为称为异常。

例如：
算数异常

        //算数异常
        System.out.println(10 / 0);

Exception in thread "main" java.lang.ArithmeticException: / by zero
at Test.main(Test.java:4)

数组越界异常

//数组越界异常
        int[] arr = {1,2,3,4};
        System.out.println(arr[4]);

Exception in thread "main" java.lang.ArrayIndexOutOfBoundsException: 4
at Test.main(Test.java:8)

空指针异常

//空指针异常
        String str = null;
        System.out.println(str.length());

Exception in thread "main" java.lang.NullPointerException
at Test.main(Test.java:12)

在Java中不同类型的异常，都有与其对应的类来进行描述。

二、异常的体系结构

感觉异常还是挺多的，那在Java中是怎么分类管理的呢？构建一个异常的体系结构。
在这里插入图片描述
从图中可以看到：
Throwable：是顶层类，其有两个子类Error Exception.
Error 是指Java虚拟机无法解决的严重问题，如StackOverflowError栈溢出,OutOfMemoryError堆溢出。
Exception: 程序员可以通过代码进行处理，让程序继续执行。

异常分类

异常可能在编译时发生，叫编译时异常，也叫受检查异常。
如：java.lang.CloneNotSupportedException

public class Dog {

    public String name;
    public String age;
    
    public Dog clone() {
        return (Dog) super.clone();
    }
    
}

在这里插入图片描述

在运行时发生，叫运行时异常，也叫非受检查异常。
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，不能叫做异常。
在这里插入图片描述
运行时异常时经过编译生成字节码Class文件，再有Java执行过程中出现的错误。

三、异常的处理过程

事前防御型：在操作之前就做充分的检查。代码比较混乱，正常操作与处理错误的操作混合。

//以和平精英为例
        Boolean login = loginGame();
        if(login==false) {
            处理登录失败的错误;
            return;
        }
        login = matchTeammates();
        if(login==false) {
            处理匹配队友失败的错误;
            return;
        }
        login = loadingScreen();
        if(login==false) {
            处理加载地图失败的错误;
            return;
        }
        ...

事后认错型：先操作，遇到问题再处理解决。正常处理流程和错误处理流程分开，代码清晰易理解。


        try{
            loginGame();
            matchTeammates();
            loadingScreen();
            
        }catch (loginGameException e){
            处理登录失败的错误;
        }catch (matchTeammatesException e){
            处理匹配队友失败的错误;
        }catch (loadingScreenException e){
            处理加载地图失败的错误;
        }
        ....

1.异常的抛出

throw ,抛出一个指定的异常对象，将错误的信息传递给调用者。

throw new xxxException("异常产生的原因")

public class Test {

    public static void main(String[] args) {
        int[] arr = {1,2,3,4,5};
        getArrayElement(arr,1);
    }
    
    public static int getArrayElement(int[] arr,int index) {
        if(arr==null) {
            throw new NullPointerException("数组空指针异常");
        }
        if(index<0 || index>arr.length-1) {
            throw new IndexOutOfBoundsException("数组下标越界");
        }
        return arr[index];
    }
}

注意y一下几点：

throw必须写在方法体的内部
抛出的对象必须是Exception / Exception 的子类
如果抛出的是运行时异常 RunTimeException / RunTimeException 的子类，则可以不用处理，直接交给JVM来处理
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
异常一旦抛出，其后的代码就不会执行

2.异常的捕获

throws异常声明
try - catch 捕获处理

3.throws异常声明

用于当前的方法不处理异常，提醒调用者来处理异常。


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 ... {

...
}

以上面的小狗类为例子：

public class Dog {

    public String name;
    public String age;
    public Dog clone() throws CloneNotSupportedException{
        return (Dog) super.clone();
    } 
    //throws抛给调用者，此时为Test

}

public class Test {
    public static void main(String[] args) throws CloneNotSupportedException {
        Dog dog = new Dog();
        dog.clone();
//此时Test也不处理，抛给JVM来处理。
//一旦交给JVM处理，程序就终止了！
    }
}

注意事项：

throws必须出现方法的参数列表后
声明的异常必须是Exception,及其子类，不能是Error
如果需要抛出多个异常，则异常之间用逗号隔开，如果抛出的异常有父子关系，则直接声明父类即可！
使用throws,调用者必须对该异常进行处理，或继续使用throws

4.try - catch 捕获处理异常

由上可知throws并没有对异常进行有效的处理，此时就需要用到try - catch了！

try {
  //可能会出现异常的代码
  
}catch(异常类型1 e) {
// 对try中的代码块出现的异常类型1进行捕获
//没出现异常就直接跳过了
}catch(异常类型2 e) {
// 对try中的代码块出现的异常类型2进行捕获
//没出现异常就直接跳过了
}

    public static void main(String[] args) {
        int[] arr = {1,2,3,4};
        System.out.println("异常处理开始-------");

        try{
            System.out.println(arr[21]);
            arr=null;
            System.out.println(arr.length);
        }catch (NullPointerException e) {
            e.printStackTrace();
        }catch (ArrayIndexOutOfBoundsException e){
            e.printStackTrace();
        }
        System.out.println("异常处理结束-------");

    }

在这里插入图片描述
为啥这个异常信息在最后输出？因为和System.out.println()输出的方式不一样。
注意事项：

try里只要哪一行抛出异常，其后面的代码则不再执行
出现的异常会与catch中的异常类型进行一一匹配，一致则捕获，否则继续往上抛，直到JVM
如果异常之间具有父子关系，子一定要在父前，因为父亲可以接受子类的出现的异常，那么子类就没有了意义。
建议不同的异常，分开写，不必直接写Exception
只会抛出一个异常，不会抛出多个异常。

5.finally

再写程序时，有些特定的代码，无论是否发生异常，都需执行。如打开的文件资源，组后都需关闭，对资源进行回收。也是因为出现异常，有些代码不能执行到。

try {

}catch (异常类型 e) {

}finally {
//无论发生异常与否，都会执行到。
}

那么既然finally 和 try-catch-finally后的代码都会执行到，那么为啥还要有finally?

返回数据，如果正常输入，则s 无法关闭。

public class Test {
    public static void main(String[] args) {

        printFunc();
    }

    private static int printFunc() {
        Scanner s = new Scanner(System.in);

        try {
            int a = s.nextInt();
            return a;
        }catch (InputMismatchException e) {
            e.printStackTrace();
        }
     
        s.close();
        return 0;
    }
    
 }

所以有finally

public class Test {
    public static void main(String[] args) {

        printFunc();
    }

    private static int printFunc() {
        Scanner s = new Scanner(System.in);

        try {
            int a = s.nextInt();
            return a;
        }catch (InputMismatchException e) {
            e.printStackTrace();
        }finally {
            s.close();
        }

        return 0;
    }

}

6.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

四、自定义异常

虽然Java中异常类有许多了，但是并不能完全表示实际开发中所遇到的一些异常，此时就需要我们自己定义一些异常了。

自定义异常通常会继承Exception（默认为受检查的异常）或RuntimeException（为非受检查的异常）

实现一个用户登录功能，登录用户名或密码错误采用自定义异常类处理。

public class Test {
    public static void main(String[] args) {

        try {
            login("zxh","123456");

        } catch (UserNameException e) {
            throw new RuntimeException(e);
        } catch (PasswordException e) {
            throw new RuntimeException(e);
        }

    }

    public static void login(String name, String pwd) throws PasswordException, UserNameException {
        if(!name.equals("zxh")) {
            throw new UserNameException("用户名错误！");
        }
        if(!pwd.equals("123456")) {
            throw new PasswordException("密码错误！");
        }
        System.out.println("登录成功");

    }
}

public class PasswordException extends Exception{

//因为写了hrow new PasswordException("密码错误！"); 传递了参数。
    public PasswordException(String message) {
        super(message);
    }
}

public class UserNameException extends Exception{
//传递了参数
    public UserNameException(String message) {
        super(message);
    }

}

原文地址：https://blog.csdn.net/m0_74100417/article/details/140370702

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