Java程序設(shè)計(jì)項(xiàng)目式教程 課件 單元5 異常處理

§5-1程序運(yùn)行異常Java語言程序設(shè)計(jì)教學(xué)目標(biāo)任務(wù)分析在學(xué)生信息管理系統(tǒng)中，學(xué)生信息主要包含學(xué)號(hào)、姓名、性別、年齡、qq號(hào)等信息，程序執(zhí)行時(shí)，用戶通過控制臺(tái)依次錄入各項(xiàng)信息，當(dāng)用戶錄入合法數(shù)據(jù)時(shí)程序可正常運(yùn)行并得到預(yù)期結(jié)果；但如果用戶因?yàn)檎`操作或輸入非法數(shù)據(jù)時(shí)，則程序會(huì)引起意外終止。為此，我們在程序設(shè)計(jì)中應(yīng)該如何避免這些意外的發(fā)生呢？教學(xué)內(nèi)容1異常類異常23異常處理特點(diǎn)異常處理機(jī)制4一、異常但是，......！一路暢通堵車！撞車！正常情況下，大牛每日開車去上班，耗時(shí)大約30分鐘一、異常異常是指在程序的執(zhí)行過程中所發(fā)生的不正常的事件，會(huì)中斷正在運(yùn)行的程序異常程序運(yùn)行程序中斷運(yùn)行一、異常程序中的錯(cuò)誤分類編譯錯(cuò)誤、邏輯錯(cuò)誤和運(yùn)行錯(cuò)誤。編譯錯(cuò)誤是因?yàn)槌绦虼嬖谡Z法問題，未能通過編譯而產(chǎn)生的，由編譯系統(tǒng)負(fù)責(zé)檢測和報(bào)告，沒有編譯錯(cuò)誤是一個(gè)程序運(yùn)行的基本條件；邏輯錯(cuò)誤是指程序不能按照預(yù)期的方案執(zhí)行，它是機(jī)器本身無法檢測的，需要人工對(duì)運(yùn)行結(jié)果及程序邏輯進(jìn)行分析，從中找出錯(cuò)誤的原因；運(yùn)行錯(cuò)誤是程序運(yùn)行過程中產(chǎn)生的錯(cuò)誤，這類錯(cuò)誤可能來自程序員沒有預(yù)料到的各種情況，或者超出程序員控制的各種因素。如被零除、數(shù)組下標(biāo)越界、不能打開指定的文件等，這類錯(cuò)誤稱為異常（Exception）也叫例外。二、異常類

Java中所有異常都是用類表示的。當(dāng)程序發(fā)生異常時(shí)，會(huì)生成某個(gè)異常類的對(duì)象。Throwable是java.lang包中一個(gè)專門用來處理異常的類，它有兩個(gè)直接子類：Error和Exception。二、異常類Error類Error類的異常為內(nèi)部錯(cuò)誤，包括動(dòng)態(tài)鏈接失敗、線程死鎖、圖形界面錯(cuò)誤、虛擬機(jī)錯(cuò)誤等，通常Java程序不能捕獲這類異常，也不會(huì)拋棄這種異常。常見的錯(cuò)誤類有：AnnotationFormatError、AssertionError、AWTError、LinkageError、CoderMalfunctionError、FactoryConfigurationError、ThreadDeath,VirtualMachineError、TransformerFactoryConfigurationError等。Exception類Exception處理用戶程序應(yīng)當(dāng)捕獲的異常情況，Java異常處理就是Exception的處理。二、異常類Exception又分為運(yùn)行時(shí)異常和非運(yùn)行時(shí)異常?！斑\(yùn)行時(shí)異常”：是程序運(yùn)行階段才可能出現(xiàn)的異常，如果編碼階段不進(jìn)行處理，不影響程序的編譯。運(yùn)行時(shí)異常包含所有運(yùn)行時(shí)異常子類，如被零除、數(shù)組下標(biāo)越界、空指針異常等，“非運(yùn)行時(shí)異?！保喝鏘/O異常等，SQL異常等?！胺沁\(yùn)行時(shí)異?！痹诰幋a階段必須進(jìn)行處理，如果不進(jìn)行處理，則會(huì)導(dǎo)致編譯出錯(cuò)。二、異常類異常類說明Exception異常層次結(jié)構(gòu)的根類RuntimeException許多運(yùn)行時(shí)異常的基類ArithmeticException算術(shù)錯(cuò)誤，如以零作除數(shù)IllegalArgumentException方法接收到非法參數(shù)ArrayIndexOutOfBoundException數(shù)組大小小于或大于實(shí)際的數(shù)組大小NullPointerException嘗試訪問null對(duì)象的成員或方法NumberFormatException數(shù)字轉(zhuǎn)化格式異常，比如字符串到int型數(shù)字的轉(zhuǎn)換無效InputMismatchException輸入不匹配異常IOExceptionI/O異常的根類FileNotFoundException找不到文件EOFException文件結(jié)束InterruptedException線程中斷ClassNotFoundException不能加載所需的類常見的異常及其作用如表所示三、異常處理機(jī)制Java異常處理機(jī)制就是在程序代碼執(zhí)行過程中出現(xiàn)異常后，會(huì)按照我們預(yù)先制定的處理方法對(duì)異常進(jìn)行處理，異常處理完成后，程序會(huì)繼續(xù)運(yùn)行下去。程序中預(yù)先制定的處理方法對(duì)異常進(jìn)行處理產(chǎn)生異常！程序正常運(yùn)行處理完畢，程序繼續(xù)運(yùn)行對(duì)異常進(jìn)行處理三、異常處理機(jī)制Java語言提供兩種處理異常的機(jī)制：捕獲異常和聲明拋棄異常1.捕獲異常：在Java程序出現(xiàn)異常時(shí)，將會(huì)沿著方法的調(diào)用棧逐層回溯，尋找處理這一異常的代碼。找到能夠處理這種類型異常的方法后，運(yùn)行時(shí)系統(tǒng)把當(dāng)前異常對(duì)象交給這個(gè)方法進(jìn)行處理，這一過程稱為捕獲(catch)異常。這是一種積極的異常處理機(jī)制。如果Java運(yùn)行時(shí)系統(tǒng)找不到可以捕獲異常的方法，則運(yùn)行時(shí)系統(tǒng)將終止，相應(yīng)的Java程序也將退出。三、異常處理機(jī)制2.聲明拋棄異常：當(dāng)Java程序出現(xiàn)異常時(shí)，如果一個(gè)方法并不知道如何處理所出現(xiàn)的異常，則可在方法聲明時(shí)，聲明拋棄（throws）異常，這是一種消極的異常處理機(jī)制。四、異常處理機(jī)制特點(diǎn)Java通過面向?qū)ο蟮姆椒ㄟM(jìn)行異常處理，把各種不同的異常事件進(jìn)行分類，體現(xiàn)了良好的層次性，提供了良好的接口，這種機(jī)制對(duì)于具有動(dòng)態(tài)特性的復(fù)雜程序提供了強(qiáng)有力的控制方式。Java的異常處理機(jī)制使得處理異常的代碼和常規(guī)代碼分開，大大減少了代碼量，增加了程序的可讀性。任務(wù)實(shí)施同學(xué)們自己動(dòng)手完成本節(jié)任務(wù)：在學(xué)生信息管理系統(tǒng)完成信息錄入的代碼測試輸入合法數(shù)據(jù)，程序運(yùn)行結(jié)果測試輸入非法數(shù)據(jù)，程序是否崩潰定義一個(gè)字符串，鍵盤錄入其信息，查看該字符串長度，輸出該字符串中的最后一個(gè)字符，并將該字符串轉(zhuǎn)為整數(shù)。最后嘗試訪問該字符串下標(biāo)為length位置上的字符，查看是否可以正常訪問。按“工單5-1”要求完成任務(wù)同步訓(xùn)練§5-2異常處理Java語言程序設(shè)計(jì)教學(xué)目標(biāo)任務(wù)分析前面我們在錄入學(xué)生信息時(shí)發(fā)現(xiàn)，用戶如果不能錄入正常信息會(huì)導(dǎo)致程序崩潰，我們無法保證用戶每次都能按正確格式錄入，但我們可以通過對(duì)用戶可能會(huì)出現(xiàn)的問題提前進(jìn)行處理，以保證程序不崩潰。教學(xué)內(nèi)容1聲明異常捕獲異常2throw拋出異常3一、捕獲異常捕獲異常的try-catch-finally語句的其語法格式為：try{//可能會(huì)引發(fā)異常的代碼}catch(ExceptionType1e){//對(duì)ExceptionType1的處理}catch(ExceptionType2e){//對(duì)ExceptionType2的處理}......finally{//該結(jié)構(gòu)并非必須，但如果有，則否發(fā)生了異常，finally語句都會(huì)執(zhí)行......//}捕獲異常的第一步是用try{…}選定捕獲異常的范圍，由try所限定的代碼塊中的語句在執(zhí)行過程中可能會(huì)生成異常對(duì)象并拋棄。一、捕獲異常1.try每個(gè)try代碼塊可以伴隨一個(gè)或多個(gè)catch語句，用于處理try代碼塊中所生成的異常事件。catch語句只需要一個(gè)形式參數(shù)來指明它所能夠捕獲的異常類型，這個(gè)類必須是Throwable的子類，運(yùn)行時(shí)系統(tǒng)通過參數(shù)值把被拋棄的異常對(duì)象傳遞給catch塊。①如果try中代碼沒有出現(xiàn)異常，則不會(huì)進(jìn)入catch塊。②如果出現(xiàn)異常對(duì)象，則會(huì)依次與catch塊中的異常類型進(jìn)行驗(yàn)證，是否是屬于該類型的異常，如果是，則進(jìn)入該catch塊，后續(xù)catch塊不再繼續(xù)驗(yàn)證，即不會(huì)再執(zhí)行后續(xù)catch塊。如何出現(xiàn)的異常對(duì)象不屬于所有catch塊中的異常，則無法捕獲該異常，該異常依然會(huì)導(dǎo)致程序崩潰，所以為防止此種情況可以在最后的catch塊設(shè)置捕獲的異常類型為Exception類型。一、捕獲異常2.catch捕獲異常的最后一步是通過finally語句為異常處理提供一個(gè)統(tǒng)一的出口，使得在控制流轉(zhuǎn)到程序的其它部分以前，能夠?qū)Τ绦虻臓顟B(tài)做統(tǒng)一的管理。一般是用來關(guān)閉文件或釋放其他的系統(tǒng)資源。雖然finally作為try-catch-finally結(jié)構(gòu)的一部分，但在程序中是可選的，也就是說可以沒有finally語句。如果存在finally語句，不論try塊中是否發(fā)生了異常，是否執(zhí)行過catch語句，都要執(zhí)行finally語句。一、捕獲異常3.finally示例代碼當(dāng)數(shù)組下標(biāo)超界時(shí)，捕獲異常publicstaticvoidmain(Stringargs[]){ Stringstr[]={"北京","山東","上海"}; inti=0; while(i<4){ try{ System.out.println(str[i]); }catch(ArrayIndexOutOfBoundsExceptione){ System.out.println("數(shù)組下標(biāo)越界"); }finally{ System.out.println("這行信息總是會(huì)打印，無論是否出現(xiàn)異常"); } i++; }}二、聲明異常

當(dāng)Java程序運(yùn)行時(shí)系統(tǒng)得到一個(gè)異常對(duì)象時(shí)，如果一個(gè)方法并不知道如何處理所出現(xiàn)的異常，則可在方法聲明時(shí)，聲明拋棄（throws）異常。如果方法中有可能拋出多個(gè)異常，異常列表中要一一列出，各異常之間用逗號(hào)隔開。語法如下：修飾符返回類型方法名（參數(shù)列表）throws異常列表{方法體；}如：publicvoidmyMethod()throwsIOException{……}說明：通過使用throws聲明異常的方法，該方法自己不處理本方法中產(chǎn)生的異常，而是由調(diào)用它的方法來處理這些異常。三、throw拋出異常

除程序編譯或運(yùn)行階段系統(tǒng)自動(dòng)拋出異常外，用戶還可以根據(jù)實(shí)際需求手動(dòng)通過throw關(guān)鍵字拋出異常。其一般格式為：thrownewXxxException();或

XxxException()ex=newXxxException();throwex;

如果手動(dòng)拋出的為非運(yùn)行時(shí)異常，則throw所在方法必須是通過throws關(guān)鍵字聲明了異常的方法，或使用try-catch對(duì)該非運(yùn)行時(shí)異常進(jìn)行處理。四、自定義異常

盡管Java提供了相當(dāng)多的異常類，但Exception提供的系統(tǒng)異常并不一定總能捕獲程序中發(fā)生的所有錯(cuò)誤。當(dāng)用戶遇到了系統(tǒng)預(yù)定義的異常類不能描述的問題時(shí)，還需要?jiǎng)?chuàng)建用戶自定義的異常，比如在銀行系統(tǒng)中存錢的數(shù)據(jù)如果小于0即為一種異?，F(xiàn)象。

用戶定義的異常必須繼承自Throwable、Exception類或Exception的其他子類。語法：publicclass類名extends異常類名{//類體}

自定義的異常必須由用戶自己拋出throw，格式為：thrownew自定義異常類名（）示例代碼自定義存款異常類BalanceException繼承繼承自

ExceptionpublicclassBalanceExceptionextendsException{ publicBalanceException(){} publicBalanceException(Stringmessage){//帶參構(gòu)造方法，指定異常消息 super(message); }

}示例代碼//定義銀行類Bank,該類具有存款方法publicclassBank{ //存款方法，判斷存款金額如果為負(fù)數(shù)，則聲明拋出BalanceException publicstaticvoiddeposit(intbalance)throwsBalanceException{ if(balance<0){ //創(chuàng)建自定義異常對(duì)象 BalanceExceptionbalanceException=newBalanceException("存款不能為負(fù)數(shù)"); //拋出異常

throwbalanceException; }else{ System.out.println("存款成功"); } }示例代碼

//在main方法調(diào)用存款方法 publicstaticvoidmain(String[]args){ intbalance; Scannersc=newScanner(System.in); System.out.println("請輸入存款金額："); balance=sc.nextInt(); //使用try-catch處理BalanceException try{ deposit(balance); }catch(Exceptione){ e.printStackTrace(); } }}

測試輸入金額為正數(shù)和負(fù)數(shù)shi任務(wù)實(shí)施使用try-catch-finally解決因