單元7 異常處理

單元7異常異常的概述異常的分類異常的捕獲異常的拋出自定義異常異?？梢蕴岣叱绦虻慕换バ?，是在程序出現(xiàn)問(wèn)題時(shí)，終止程序運(yùn)行，避免擴(kuò)大影響范圍。本單元重點(diǎn)介紹Java的異常的概念、異常的處理機(jī)制、異常的捕獲與處理以及自定義異常。單元七異常教學(xué)目標(biāo)知識(shí)目標(biāo)：技能目標(biāo)：素養(yǎng)目標(biāo)：掌握異常的捕獲與處理理解異常的概念和異常的處理機(jī)制熟悉自定義異常能夠恰當(dāng)運(yùn)用異常的捕獲和處理技術(shù)能夠正確使用自定義異常能夠獨(dú)立完成拓展任務(wù)懂得人無(wú)完人、金無(wú)足赤的道理具備知錯(cuò)就改、善莫大焉的美德7.1知識(shí)儲(chǔ)備–異常的概述異常（Exception）是指在程序運(yùn)行的過(guò)程中，可能發(fā)生的非正?，F(xiàn)象，如果不處理，程序?qū)⒈唤K止。在Java中異常產(chǎn)生的原因有三種，一是Java虛擬機(jī)產(chǎn)生的異常，即Java內(nèi)部錯(cuò)誤發(fā)生的異常；二是程序代碼中的錯(cuò)誤引起的異常，例如數(shù)組的索引越界異常（ArrayIndexOutofBoundsException）；三是調(diào)用某些方法時(shí)，必須處理的異常，例如實(shí)例化字節(jié)輸入流FileInputStream對(duì)象時(shí)，需要在方法調(diào)用處拋出異常，或者在方法體內(nèi)捕獲異常，否則程序無(wú)法編譯成功。7.1.1異常的概述Java提供了異常類和異常處理機(jī)制幫助程序員檢查可能出現(xiàn)的異常，異常處理機(jī)制是指當(dāng)程序出現(xiàn)異常時(shí)，采取的處理方法，它能讓程序發(fā)生異常時(shí)，按照代碼的預(yù)先設(shè)定的異常處理邏輯，有針對(duì)性地處理異常，讓程序盡最大可能恢復(fù)正常并繼續(xù)執(zhí)行，從而提高程序的健壯性。Java的異常處理有5個(gè)關(guān)鍵字，分別為try、catch、throw、throws和finally。trycatch語(yǔ)句用于捕獲并處理異常，finally語(yǔ)句用于在任何情況下（除特殊情況外）都必須執(zhí)行的代碼，throw語(yǔ)句用于拋出異常，throws語(yǔ)句用于聲明可能會(huì)出現(xiàn)的異常。7.1.1異常的概述在Java中，Throwable類是的所有錯(cuò)誤類Error和異常類Exception的父類。錯(cuò)誤是Java運(yùn)行時(shí)系統(tǒng)的內(nèi)部錯(cuò)誤和資源耗盡錯(cuò)誤，這種錯(cuò)誤是程序無(wú)法處理的，通常不需要程序員關(guān)心。異常分為運(yùn)行時(shí)異常和非運(yùn)行時(shí)異常兩種，運(yùn)行時(shí)異常通常是程序員失誤引起的，是可以避免和處理的；非運(yùn)行時(shí)異常是必須進(jìn)行捕獲或者拋出處理的，否則編譯無(wú)法通過(guò)。Throwable類的組織結(jié)構(gòu)如圖7-1所示。7.1.1異常的概述7.1知識(shí)儲(chǔ)備–異常的分類ThrowableErrorException非運(yùn)行時(shí)異常RuntimeExceptionArrayIndexOutOfBoundsException

ArithmeticException

IOExceptionSQLExceptionClassNOtFoundException

IllegalArgumentException

MissingResourceExceptionNullPointerExceptionUnkownTypeException其他子類StackOverflowErrorNoClassDefFoundError

其他子類其他子類7.1.2異常的分類1． 常見(jiàn)錯(cuò)誤Error（1）NoClassDefFoundError：找不到類定義錯(cuò)誤（2）StackOverflowError：無(wú)限遞歸導(dǎo)致?？臻g用盡錯(cuò)誤（3）OutOfMemoryError：內(nèi)存溢出錯(cuò)誤2． 常見(jiàn)非運(yùn)行時(shí)異常（1）SQLException：操作數(shù)據(jù)庫(kù)異常（2）IOException：IO操作異常7.1.2異常的分類1． 常見(jiàn)錯(cuò)誤Error（1）NoClassDefFoundError：找不到類定義錯(cuò)誤（2）StackOverflowError：無(wú)限遞歸導(dǎo)致?？臻g用盡錯(cuò)誤（3）OutOfMemoryError：內(nèi)存溢出異常2． 常見(jiàn)非運(yùn)行時(shí)異常（1）SQLException：操作數(shù)據(jù)庫(kù)異常（2）IOException：IO操作異常7.1.2異常的分類常見(jiàn)運(yùn)行時(shí)異常RuntimeExceptionArrayIndexOutOfBoundsException：數(shù)組索引越界異常ArithmeticException：算術(shù)異常ClassCastException：類型強(qiáng)制轉(zhuǎn)換異常ClassNOtFoundException：找不到類異常MissingResourceException：缺少資源異常7.1.2異常的分類NullPointerException：空指針異常IllegalArgumentException：傳遞非法參數(shù)異常IndexOutOfBoundsException：某種類型索引越界異常NumberFormatException：數(shù)字格式異常UnkownTypeException：不可識(shí)別類型異常7.1.2異常的分類Throwable類常用的方法StringgetMessage()--返回該錯(cuò)誤的詳細(xì)信息的字符串。StringtoString()--返回一個(gè)對(duì)這個(gè)異常的簡(jiǎn)短描述。voidPrintStackTrace()--將棧軌跡信息打印到標(biāo)準(zhǔn)錯(cuò)誤輸出流上。7.1.2異常的分類package.cvit;

/**

*無(wú)限遞歸導(dǎo)致的堆棧耗盡錯(cuò)誤

*/

publicclassErrorDemo{

//定義test()方法，實(shí)現(xiàn)無(wú)限遞歸調(diào)用

publicstaticvoidtest(inti){

if(i==0){

return;

}else{

test(i);

}

}

publicstaticvoidmain(String[]args){

//在main()方法中調(diào)用test()方法

test(5);

}

}

7.1.2異常的分類運(yùn)行結(jié)果：

7.1.2異常的分類提示：例題中的資源耗盡錯(cuò)誤是沒(méi)有辦法通過(guò)異常處理機(jī)制來(lái)跳過(guò)的。main方法調(diào)用test（）方法時(shí)，傳遞的實(shí)參非零，即會(huì)發(fā)生無(wú)限遞歸。7.1知識(shí)儲(chǔ)備–異常的捕獲一般格式使用說(shuō)明案例Java語(yǔ)言通過(guò)面向?qū)ο蟮姆椒▉?lái)處理異常。如果一個(gè)方法在運(yùn)行過(guò)程中發(fā)生了異常，會(huì)產(chǎn)生一個(gè)異常類對(duì)象代表該異常，并將異常類對(duì)象交給運(yùn)行時(shí)系統(tǒng)，運(yùn)行時(shí)系統(tǒng)尋找相應(yīng)的代碼來(lái)處理這一異常。Java運(yùn)行時(shí)異常處理方法分為兩種，一是捕獲異常，二是拋出異常。捕獲異常是指在方法體內(nèi)將可能發(fā)生異常的代碼塊，用try…catch語(yǔ)句進(jìn)行處理，拋出異常是指在方法聲明中使用throws關(guān)鍵字將異常拋出，由方法的調(diào)用者來(lái)處理。7.1.3異常的捕獲1．捕獲異常一般格式try{語(yǔ)句塊; //可能出現(xiàn)異常的代碼塊}catch（異常類型異常對(duì)象）{

異常處理語(yǔ)句塊；}catch（異常類型異常對(duì)象）{

異常處理語(yǔ)句塊；}……finally{

語(yǔ)句塊； //通常為關(guān)閉資源代碼}7.1.3異常的捕獲2．使用說(shuō)明（1）try塊將可能發(fā)生異常的代碼塊包圍起來(lái)，即將這個(gè)代碼段放在try塊的大括號(hào)內(nèi)，在程序執(zhí)行過(guò)程中，try塊中任意一條語(yǔ)句發(fā)生異常，都會(huì)跳過(guò)try塊中異常后面的語(yǔ)句，并根據(jù)異常類型，執(zhí)行相應(yīng)的catch塊。（2）catch塊中的異常類型，可以是異常大類型Exception，也可以是精確定位到具體的異常類，例如，如果可能發(fā)生算術(shù)異常，可以使用算術(shù)異常類ArithmeticExcepiton，也可以使用Excepiton類。（3）在捕獲異常語(yǔ)句中，可以有一個(gè)或多個(gè)catch塊。在通常情況下，如果try塊被執(zhí)行一次，只有一個(gè)catch塊會(huì)被執(zhí)行，不能有多個(gè)catch塊被執(zhí)行。（4）當(dāng)Java運(yùn)行時(shí)環(huán)境接收到異常對(duì)象后，會(huì)依次判斷該異常對(duì)象是否是catch塊后異常類或其子類的對(duì)象，如果是，Java運(yùn)行時(shí)環(huán)境將調(diào)用該catch塊來(lái)處理該異常；否則再次與下一個(gè)catch塊的異常類進(jìn)行比較。（5）finally塊可以缺省，該塊主要作用是無(wú)論程序是否有異常，該塊內(nèi)代碼都會(huì)被執(zhí)行，因此，finally塊通常用于釋放資源。7.1.3異常的捕獲【例7-2】除數(shù)為0的異常處理。操作步驟：（1）在.cvit包下創(chuàng)建類TryCatchException。（2）在TryCatchException類中，定義main方法。（3）文本編輯器視圖中，撰寫(xiě)代碼如下：7.1.3異常的捕獲package.cvit;

/**

*除數(shù)為零的異常

*/

publicclassTryCatchException{

publicstaticvoidmain(String[]args){

intx=10,y=2,result;

try{

//trycatch語(yǔ)句快捷鍵為ctrl+alt+t

result=x/y;

System.out.println(x+"/"+y+"="+result);

}catch(Exceptione){

System.out.println("除數(shù)不能為0");

}

System.out.println("程序結(jié)束?。?！");

}

}

7.1.3異常的捕獲（4）在文本編輯器視圖中，單擊運(yùn)行“”按鈕，運(yùn)行程序，結(jié)果如圖7-2所示。7.1.3異常的捕獲運(yùn)行結(jié)果：

提示：如果對(duì)result=x/y;這條語(yǔ)句不使用異常捕獲處理，則無(wú)法執(zhí)行發(fā)生異常后面的語(yǔ)句，即無(wú)法執(zhí)行System.out.println("程序結(jié)束?。?！");語(yǔ)句的，如圖7-3所示。7.1.3異常的捕獲trycatch語(yǔ)句捕獲異常后，被捕獲部分無(wú)異常，程序可正常運(yùn)行，例如除數(shù)2時(shí)，可顯示正常結(jié)果，如圖7-4所示。7.1.3異常的捕獲7.1知識(shí)儲(chǔ)備–異常的拋出一般格式使用說(shuō)明案例Java中的異常處理除了捕獲處理之外，還可以拋出異常，由方法調(diào)用者進(jìn)行異常處理。拋出異常的關(guān)鍵字是throws。1．拋出異常的一般格式[修飾符]返回值類型方法名（形參列表）throws異常類型1，異常類型2，……,異常類型n{//程序代碼}2．使用說(shuō)明（1）關(guān)鍵字throws后面的異常類型可以是具體類型，也可以是異常類的父類型Exception。（2）在方法聲明中拋出異常后，調(diào)用該方法的調(diào)用處必須進(jìn)行異常處理，否則報(bào)錯(cuò)。7.1.4異常的拋出【例7-3】除數(shù)為0異常拋出處理。操作步驟：（1）在包.cvit下創(chuàng)建類ThrowsExcepiton。（2）在ThrowsExcepiton類中，定義main方法。（3）文本編輯器視圖中，撰寫(xiě)代碼如下：7.1.4異常的拋出package.cvit;

importjava.io.FileInputStream;

publicclassThrowsExcepiton{

//定義除法方法divide(intx,inty)

publicstaticintdivide(intx,inty)throwsException{

//拋出異常，告之調(diào)用者可能有異常，需要處理

returnx/y;

}

publicstaticvoidmain(String[]args){

//定義main()方法

inta=100,b=20,result;

try{

//捕獲處理divide(intx,inty)中自帶的異常

result=divide(a,b);

System.out.println(a+“/”+b+“=”+result);

System.out.println(“try塊...”);

}catch(Exceptione){

System.out.println(“catch塊...”);

e.printStackTrace();

//輸出異常的軌跡

}finally{

System.out.println("finally塊...");

}

System.out.println("程序結(jié)束?。?！");

}

}7.1.4異常的拋出7.1.4異常的拋出（4）在文本編輯器視圖中，單擊運(yùn)行“”按鈕，運(yùn)行程序，結(jié)果如圖7-5所示。

運(yùn)行結(jié)果：

7.1.4異常的拋出提示：當(dāng)程序可能出現(xiàn)異常，卻不確定異常類型時(shí)，可以使用Exception異常類，同時(shí)可以使用throws關(guān)鍵字在方法聲明處拋出異常，由調(diào)用者進(jìn)行異常處理。當(dāng)程序發(fā)生異常時(shí)，一定會(huì)執(zhí)行catch塊，當(dāng)程序正常運(yùn)行時(shí)，不執(zhí)行catch塊，例如，除數(shù)為20時(shí)，運(yùn)行結(jié)果如圖7-6所示。如果有finally塊，無(wú)論程序是否正常運(yùn)行，均會(huì)執(zhí)行finally塊。7.1.4異常的拋出7.1知識(shí)儲(chǔ)備–自定義異常一般格式使用說(shuō)明案例Java雖然提供了大量的內(nèi)置異常處理類，但有時(shí)也無(wú)法完全滿足用戶的需求，此時(shí)，可以通過(guò)自定義異常來(lái)彌補(bǔ)這一點(diǎn)，自定義異常類需要繼承Exception類或其子類。1． 自定義異常的一般格式Class自定義異常名extendsException類或其子類{ //異常類代碼}7.1.5自定義異常2． 使用說(shuō)明（1）自定義異常類一般包含兩個(gè)構(gòu)造方法：一個(gè)是無(wú)參的默認(rèn)構(gòu)造方法，另一個(gè)是有參構(gòu)造方法，參數(shù)為字符串型的異常消息，并調(diào)用父類構(gòu)造方法。（2）自定義異常類命名通常按照命名規(guī)范命名，例如XXXException，XXX代表異常的作用。7.1.5自定義異?！纠?-4】加數(shù)與被加數(shù)均不能為負(fù)數(shù)的自定義異常類的使用。操作步驟：（1）在包.cvit下創(chuàng)建類ScoreException。（2）在ScoreException.java文件中，創(chuàng)建自定義異常類，非法成績(jī)異常類IllegalScoreException。（3）在ScoreException類中，定義檢查成績(jī)方法checkScore和main方法。（4）文本編輯器視圖中，撰寫(xiě)代碼如下：7.1.5自定義異常package.cvit;

importjava.util.Scanner;

//自定義IllegalScoreExceptio異常類，繼承Exception類

classIllegalScoreExceptionextendsException{

publicIllegalScoreException(){

//繼承Exception類的無(wú)參構(gòu)造方法

super();

}

publicIllegalScoreException(Stringmessage){

//繼承Exception類的有參構(gòu)造方法

super(message);

}

}7.1.5自定義異常publicclassScoreException{

//成績(jī)異常類ScoreException

publicstaticintcheckScore(intscore)throwsIllegalScoreException{

//定義checkScore方法，拋出自定義異常類

if(score<0){

//成績(jī)非法時(shí)，分別拋出自定義異常類信息

thrownewIllegalScoreException("成績(jī)不能為負(fù)數(shù)。");

}elseif(score>100){

thrownewIllegalScoreException("成績(jī)不能超過(guò)100分。");

}else{

returnscore;

}

}7.1.5自定義異常

//2.2定義main方法

publicstaticvoidmain(String[]args){

intscore;

System.out.print("請(qǐng)輸入Java成績(jī)【0，100】：");

Scannerscanner=newScanner(System.in);

score=scanner.nextInt();

//檢查成績(jī)方法調(diào)用處，捕獲處理自定義異常

try{

System.out.println("你的Java成績(jī)?yōu)?+checkScore(score)+"分。");

}catch(IllegalScoreExceptione){

System.out.println(e.getMessage());

}

}

}7.1.5自定義異常（5）在文本編輯器視圖中，單擊運(yùn)行“”按鈕，運(yùn)行程序，輸入成績(jī)-90，運(yùn)行結(jié)果如圖7-7所示。7.1.5自定義異常運(yùn)行結(jié)果：

提示：自定義的非法成績(jī)異常類與成績(jī)測(cè)試類在同一個(gè)文件ScoreException.java中。如果輸入超過(guò)100分的成績(jī)，同樣可以給出異常提示信息，如圖7-8所示。

（3）如果輸入正常范圍內(nèi)的成績(jī)，可以輸出正常成績(jī)，如圖7-9所示。（4）checkScore（intscore）必須由static修飾，否則staitc修飾的main方法無(wú)法調(diào)用成績(jī)檢查方法。7.1.5自定義異常7.2任務(wù)實(shí)現(xiàn)

7.2.1任務(wù)1：多catch塊的異常捕獲7.2.2任務(wù)2：輸入數(shù)據(jù)類型異常處理1．任務(wù)描述異常的捕獲處理中可以有多個(gè)catch塊，每次只能執(zhí)行一個(gè)catch塊，小任務(wù)通過(guò)數(shù)組的元素的訪問(wèn)來(lái)體驗(yàn)多個(gè)catch塊并存的情況，其中包括數(shù)組索引越異常，算術(shù)異常等，運(yùn)行效果如圖7-11所示。

7.2.1任務(wù)1：多catch塊的異常捕獲2．任務(wù)分析（1）根據(jù)任務(wù)需求，創(chuàng)建類MoreCatch，實(shí)現(xiàn)多catch異常捕獲處理功能。（2）在MoreCatch類的main()方法中定義一維數(shù)組并初始化，設(shè)計(jì)出可能會(huì)出現(xiàn)算術(shù)異常的數(shù)據(jù)。（3）通過(guò)算術(shù)運(yùn)算，對(duì)一維數(shù)組中元素進(jìn)行訪問(wèn)，設(shè)計(jì)可能出現(xiàn)異常的各種情況。7.2.1任務(wù)1：多catch塊的異常捕獲3．任務(wù)實(shí)施7.2.1任務(wù)1：多catch塊的異常捕獲4．任務(wù)小結(jié)（1）多個(gè)catch塊并存時(shí)，同時(shí)只能執(zhí)行一個(gè)catch，且異常處理原理是先小類型，再大類型，例如，算術(shù)異常和其父類異常同時(shí)出現(xiàn)時(shí)，先處理算術(shù)異常。（2）如果數(shù)組索引沒(méi)有越界且除數(shù)不為0時(shí)，可以輸出正常運(yùn)行結(jié)果，例如將try塊的第2、3條語(yǔ)句改為：intb=a[5]/a[1];intc=a[3]/a[2];運(yùn)行結(jié)果如圖7-12所示。7.2.1任務(wù)1：多catch塊的異常捕獲1．任務(wù)描述“輸入數(shù)據(jù)類型異常處理”主要通過(guò)輸入一個(gè)1-7之間的整數(shù)，分別代表星期一到星期日，如果輸入非整數(shù)給出相應(yīng)的異常處理信息，運(yùn)行效果如圖7-13所示。

7.2.2任務(wù)2：輸入數(shù)據(jù)類型異常處理2．任務(wù)分析（1）根據(jù)任務(wù)需求，創(chuàng)建類DataTypeException，實(shí)現(xiàn)輸入錯(cuò)誤數(shù)據(jù)類型異常捕獲處理功能。（2）在DataTypeException類的main()方法中，定義代表星期的整型變量week，通過(guò)鍵盤(pán)輸入week的值，并使用多分支完成判斷，輸出對(duì)應(yīng)的星期，通過(guò)異常捕獲處理實(shí)現(xiàn)輸入錯(cuò)誤數(shù)據(jù)類型數(shù)據(jù)時(shí)異常的處理。7.2.2任務(wù)2：輸入數(shù)據(jù)類型異常處理3．任務(wù)實(shí)施7.2.2任務(wù)2：輸入數(shù)據(jù)類型異常處理4．任務(wù)小結(jié)（1）如果不進(jìn)行輸入類型異常捕獲處理的話，在程序運(yùn)行后，輸入非整型數(shù)據(jù)，系統(tǒng)直接報(bào)輸入數(shù)據(jù)類型異常并終止程序，例如：在當(dāng)前包下，復(fù)制粘貼DataTypeException類，名稱為DataTypeException1，刪除捕獲異常語(yǔ)句，運(yùn)行結(jié)果如圖7-14所示。（2）如果輸入的整數(shù)不在1-7之間，通過(guò)switch進(jìn)行了判斷，并給出“輸入錯(cuò)誤”的提示。7.2.2任務(wù)2：輸入數(shù)據(jù)類型異常處理7.3任務(wù)拓展：年齡范圍限制異常處理

任務(wù)描述任務(wù)分析任務(wù)實(shí)施任務(wù)小結(jié)人無(wú)完人，金無(wú)足赤，程序同樣存在其不