异常(Java)

1.异常的概念

Java 中,将程序执行过程中发生的不正常行为称为异常
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
java 中不同类型的异常,都有与其对应的类来进行描述

2.异常的体系结构

1. Throwable 是异常体系的顶层类,其派生出两个重要的子类 , Error 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 OutOfMemoryError。
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。

3.异常的分类

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 int age;

    @Override
    public Person clone() throws CloneNotSupportedException {//必须对其进行捕获或声明以便抛出
        return (Person)super.clone();
    }
}
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 .

4.异常的处理

1. LBYL:

Look Before You Leap. 在操作之前就做充分的检查。

boolean ret = false;
ret = 登陆游戏();
if (!ret) {
处理登陆游戏错误;
return;
}
ret = 开始匹配();
if (!ret) {
处理匹配错误;
return;
}
ret = 游戏确认();
if (!ret) {
处理游戏确认错误;
return;
}
ret = 选择英雄();
if (!ret) {
处理选择英雄错误;
return;
}
ret = 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.

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。
Java 中, 异常处理主要的 5 个关键字: throw try catch final throws

5.异常的抛出

在编写程序时,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。
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");

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 (array == null) {
            throw new NullPointerException("传递数组为null");
        }
        if (index < 0 || index > array.length - 1) {
            throw new ArrayIndexOutOfBoundsException("传递的数组下标越界");
        }
        return array[index];
    }
    public static void main(String[] args) {
        int[] array = {1,2,3};
        getElement(array,3);
        //Exception in thread "main" java.lang.ArrayIndexOutOfBoundsException: 传递的数组下标越界
    }
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

6.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。

1.异常的声明

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...{
}
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("confilg.ini")){
            throw new FileNotFoundException("配置文件名字不对");
        }
        //打开文件
    }

}
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 .

2 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.

读取配置文件,如果配置文件名字不是指定名字,抛出异常,调用者进行异常处理.
public class Config {
File file;
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(){
}
public static void main(String[] args) {
Config config = new Config();
try {
config.openConfig("config.txt");
System.out.println("文件打开成功");
} catch (IOException e) {
// 异常的处理方式
//System.out.println(e.getMessage()); // 只打印异常信息
//System.out.println(e); // 打印异常类型:异常信息
e.printStackTrace(); // 打印信息最全面
}
// 一旦异常被捕获处理了,此处的代码会执行
System.out.println("异常如果被处理了,这里的代码也可以执行");
}
}
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
3. try 中可能会抛出多个不同的异常对象,则必须用多个 catch 来捕获 ---- 即多种异常,多次捕获
4. 可以通过一个 catch 捕获所有的异常,即多个异常,一次捕获 ( 不推荐 )
由于 Exception 类是所有异常类的父类 . 因此可以用这个类型表示捕捉所有异常

7.finally

在写程序时, 有些特定的代码,不论程序是否发生异常,都需要执行,比如程序中打开的资源 :网络连接、数据库连接、IO 流等, 在程序正常或者异常退出时,必须要对资源进进行回收 。另外,因为 异常会引发程序的跳转,可能 导致有些语句执行不到 finally 就是用来解决这个问题的。
语法格式:
try{
// 可能会发生异常的代码
}catch(异常类型 e){
// 对捕获到的异常进行处理
}finally{
// 此处的语句无论是否发生异常,都会被执行到
}
// 如果没有抛出异常,或者异常被捕获处理了,这里的代码也会执行

8.自定义异常

Java 中虽然已经内置了丰富的异常类 , 但是并不能完全表示实际开发中所遇到的一些异常,此时就需要维护符合我们实际情况的异常结构.
实现一个用户登陆功能.
public class Login {
    private String username = "zhang";
    private String passworld = "123456";
    public static void loginLnfo(String username,String passworld) {
        if (!username.equals(username)) {

        }
        if (!passworld.equals(passworld)) {

        }
        System.out.println("登陆成功");
    }

    public static void main(String[] args) {
        loginLnfo("zhang","123456");
    }

}
此时我们在处理用户名密码错误的时候可能就需要抛出两种异常. 我们可以基于已有的异常类进行扩展 ( 继承 ), 创建 和我们业务相关的异常类 .
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
public 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 = "zhang";
    private String passworld = "123456";
    public static void loginLnfo(String username,String passworld) throws UserNameException,PasswordException{
        if (!username.equals(username)) {
            throw new UserNameException("用户名错误");
        }
        if (!passworld.equals(passworld)) {
            throw new PasswordException("密码错误");
        }
        System.out.println("登陆成功");
    }

    public static void main(String[] args) {
        //loginLnfo("zhang","123456");

        try {
            loginLnfo("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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