Java入门系列-20-异常

为什么要进行异常处理

下面这段代码能否正常执行

public class DemoCalc {
    public static void main(String[] args) {
        int a=0;
        int b=0;
        int c=a/b;
        System.out.println("运算结果为:"+c);
    }
}

结果是我们在控制台中看到一段错误提示，那是因为除数不能为0。异常就是在程序运行过程中发生的不正常事件，会中断运行的程序。

Java 使用了异常处理机制为程序提供了错误处理的能力，在程序中预先设置好对付异常的处理办法，待程序发生异常时对异常进行处理，处理完毕后，程序便可以继续运行。

下面来看一下Java中是如何进行异常处理的

如何进行异常处理

Java 的异常处理是通过5个关键字实现的：try、catch、finally、throw、throws

关键字	作用
try	执行可能产生异常的代码
catch	捕获异常
finally	无论是否发生异常，代码总能执行
throws	声明方法要抛出的异常
throw	手动抛出异常

常见异常及异常分类

Throwable 是Java 中所有错误和异常的父类

Error类：Throwable的子类，仅靠程序本身无法恢复的严重的错误。

Exception类：Throwable的子类，由Java应用程序抛出和处理的非严重错误

RuntimeException类：Exception的子类，运行时异常，不要求程序必须做出处理。

Checked异常：Exception的子类，程序必须处理该类异常。

常见异常类型

异常类型	说明
Exception	异常层次结构的父类
ArithmeticException	算数错误情形，如以零作除数
ArrayIndexOutOfBoundsException	数组下标越界
NullPointerException	尝试访问null对象成员
ClassNotFoundException	不能加载所需的类
IllegalArgumentException	方法接收到非法参数
ClassCastException	对象强制类型转换出错
NumberFormatException	数字格式转换异常，如把"abc"转换成数字

try-catch

语法：

public void method(){
    try{
        //代码段1
        //可能产生异常的代码段
        //代码段2
    }catch(异常类型 ex){
        //对异常进行处理的代码段
    }
    //代码段
}

try-catch块捕获异常有三种情况：

1、try块中没有任何异常，try中正常，catch不会执行，正常执行try-catch后的代码。

2、try块中可能发生异常的代码段发生异常，代码段2不会执行，而是执行catch中异常处理的代码，正常执行try-catch后的代码。

catch中异常类型的printStackTrace() 方法能进行堆栈跟踪显示出程序运行到当前类的执行流程，异常堆栈信息中包含了异常的类型及异常出现的位置。

3、异常类型不匹配，程序将中断。比如try产生的异常为ArithmeticException，catch却用了 ClassCastException。

在控制台中接收数字做除法运算

import java.util.Scanner;

public class DemoInput {
    public static void main(String[] args) {
        Scanner input=new Scanner(System.in);
        try{
            System.out.println("请输入被除数(整数)：");
            int a=input.nextInt();
            System.out.println("请输入除数(整数)：");
            int b=input.nextInt();
            int c=a/b;
            System.out.println("结果："+c);
        }catch(Exception ex) {
            ex.printStackTrace();
        }
        System.out.println("程序结束");
    }
}

try-catch-finally

语法：

public void method(){
    try{
        //可能会发生异常的代码
    }catch(异常类型 ex){
        //异常处理
    }finally{
        //无论如何都要执行的代码
    }
}

finally块：是否发生异常都执行

finllay块不执行的唯一情况：之前的代码中执行了 System.exit(1); 退出虚拟机

try-catch-finally的使用

import java.io.FileNotFoundException;
import java.util.Scanner;

public class DemoInput {
    public static void main(String[] args) {
        Scanner input=new Scanner(System.in);
        try{
            System.out.println("请输入被除数(整数)：");
            int a=input.nextInt();
            System.out.println("请输入除数(整数)：");
            int b=input.nextInt();
            int c=a/b;
            System.out.println("结果："+c);
        }catch(Exception ex) {
            ex.printStackTrace();
        }finally {
            System.out.println("感谢您的使用");
        }
        System.out.println("程序结束");
    }
}

如果在try块或catch块中有return语句，finally是否还会执行？运行下面代码断点调试观察结果。

public class TestReturn {

    public static void main(String[] args) {
        try {
            int a=1+1;
            System.out.println("try执行");
            return;
        } catch (Exception e) {
            System.out.println("catch执行");
        }finally {
            System.out.println("finally执行");
        }
    }
}

try块或catch块中可以有return语句，如果有return语句会先执行finally最后再执行return。

多重catch

try块中可能会发生多种异常，如果要不同的异常进行不同的处理，需要使用多重catch进行处理。

语法：

public void method(){
    try{
        //可能发生异常的代码段
    }catch(异常类型1 e){
        //对异常类型1进行的处理的代码段
    }catch(异常类型2 e){
        //对异常类型2进行的处理的代码段
    }catch(异常类型n e){
        //对异常类型n进行的处理的代码段
    }
}

当try块中发生异常后，会逐个与catch中的异常类型进行匹配，匹配成功后，进入对应的catch进行异常处理，处理完成后不再进入其他catch，程序继续执行。

排列catch语句的顺序是：先子类后父类

发生异常时按顺序逐个匹配

只执行第一个与异常类型匹配的catch语句

将之前的代码 DemoInput.java 改造成多重catch

import java.io.FileNotFoundException;
import java.util.InputMismatchException;
import java.util.Scanner;

public class DemoInput {
    public static void main(String[] args) {
        Scanner input=new Scanner(System.in);
        try{
            System.out.println("请输入被除数(整数)：");
            int a=input.nextInt();
            System.out.println("请输入除数(整数)：");
            int b=input.nextInt();
            int c=a/b;
            System.out.println("结果："+c);
        }catch(InputMismatchException e) {
            System.out.println("输入的数有误！");
        }catch(ArithmeticException e) {
            System.out.println("除数不能为0");
        }catch(Exception ex) {
            System.out.println("发生未知异常");
        }finally {
            System.out.println("感谢您的使用");
        }
        System.out.println("程序结束");
    }
}

声明异常 throws

如果一个方法体内抛出了异常如何通知调用者，可以在方法上声明异常。

public class TestThrows {
    
    //声明异常，多个异常可以用逗号隔开
    public void test()throws Exception,ClassNotFoundException{
        //可能会发生异常的代码
    }
}

处理方式一：调用者处理异常

public static void main(String[] args) {
    TestThrows t=new TestThrows();
    try {
        t.test();
    } catch (ClassNotFoundException e) {
        e.printStackTrace();
    } catch (Exception e) {
        e.printStackTrace();
    }
}

处理方式二：调用者继续声明异常

public static void main(String[] args) throws ClassNotFoundException, Exception {
    TestThrows t=new TestThrows();
    t.test();
}

main方法继续声明异常，调用者就变成虚拟机了，发生异常则按默认方式处理，打印出来。

抛出异常 throw

除了系统自动抛出的异常外，有些问题需要程序员自行抛出异常

public class TestThrow {
    public void inputAge(int age) throws Exception {
        if (age<1) {
            throw new Exception("还有这种年龄？");
        }
    }
    
    public static void main(String[] args) {
        TestThrow t=new TestThrow();
        try {
            t.inputAge(-1);
        } catch (Exception e) {
            System.out.println("年龄有误："+e.getMessage());
        }
    }
}

自行抛出异常后，还需要在方法上声明异常