《基于任務(wù)驅(qū)動(dòng)模式的Java程序設(shè)計(jì)》課件第六章

第六章異常處理一、異常和異常處理二、異常處理語(yǔ)句三、創(chuàng)建用戶(hù)自定義異常類(lèi)第一節(jié)異常和異常處理異常是程序運(yùn)行過(guò)程中由于硬件設(shè)備問(wèn)題或者軟件設(shè)計(jì)缺陷而產(chǎn)生的不正常情況，如文件找不到、網(wǎng)絡(luò)連接失敗、非法參數(shù)等。異常是一個(gè)事件，它發(fā)生在程序運(yùn)行期間，干擾了正常的指令流程。它主要幫助我們?cè)赿ebug的過(guò)程中解決下面三個(gè)問(wèn)題。什么出錯(cuò)？哪里出錯(cuò)？為什么出錯(cuò)？第一節(jié)異常和異常處理異常和異常處理一、異常但是，并不是所有的錯(cuò)誤都是異常，錯(cuò)誤有時(shí)候是可以避免的。比如，代碼少了一個(gè)分號(hào)，那么運(yùn)行結(jié)果會(huì)提示java.lang.Error，表示出錯(cuò)；如果使用System.out.println(11/0)語(yǔ)句，那么因?yàn)橛?做了除數(shù)，系統(tǒng)會(huì)拋出java.lang.ArithmeticException的異常。有些異常需要作處理，有些則不需要。第一節(jié)異常和異常處理異常處理是程序設(shè)計(jì)中一個(gè)非常重要的方面，也是程序設(shè)計(jì)的一大難點(diǎn)。從學(xué)習(xí)編程開(kāi)始，我們會(huì)有意或無(wú)意地使用if-else來(lái)控制異常，然而這種控制非常繁瑣，如果多個(gè)地方出現(xiàn)同一個(gè)異?；蛘咤e(cuò)誤，那么每個(gè)地方都要作相同處理，感覺(jué)相當(dāng)麻煩，因此很多編程語(yǔ)言設(shè)計(jì)了異常處理機(jī)制。第一節(jié)異常和異常處理二、異常處理機(jī)制異常處理機(jī)制是指當(dāng)異常產(chǎn)生時(shí)，為了讓程序不中斷而繼續(xù)運(yùn)行的機(jī)制。每種語(yǔ)言對(duì)于異常的處理可能會(huì)不一樣，在Java中，異常處理機(jī)制包括Error和Exception兩個(gè)部分。它們都繼承自一個(gè)共同的基類(lèi)Throwable。第一節(jié)異常和異常處理Error屬于JVM運(yùn)行中發(fā)生的一些錯(cuò)誤，雖然并不屬于開(kāi)發(fā)人員的范疇，但是有些Error還是由代碼引起的。比如，StackOverflowError經(jīng)常由遞歸操作引起，這種錯(cuò)誤一般無(wú)法挽救，只能依靠JVM。而Exception假設(shè)程序員會(huì)處理這些異常，比如數(shù)據(jù)庫(kù)連接出了異常，那么我們可以處理這個(gè)異常，并且重新連接等。Exception分為兩種，即檢查類(lèi)型(Checked)和非檢查類(lèi)型(Unchecked)。檢查類(lèi)型的異常是指程序員明確地聲明或者用try-catch語(yǔ)句來(lái)處理的異常，而非檢查類(lèi)型的異常則沒(méi)有這些限制。第一節(jié)異常和異常處理Java中的異常用對(duì)象來(lái)表示。Java對(duì)異常的處理是按異常分類(lèi)進(jìn)行的，不同異常有不同的分類(lèi)，每種異常都對(duì)應(yīng)一個(gè)類(lèi)型(Class)，每個(gè)異常都對(duì)應(yīng)一個(gè)異常(類(lèi)的)對(duì)象。異常類(lèi)的來(lái)源有兩個(gè)：一是Java語(yǔ)言本身定義的一些基本異常類(lèi)型，二是用戶(hù)通過(guò)繼承Exception類(lèi)或者其子類(lèi)自己定義的異常。Exception類(lèi)及其子類(lèi)是Throwable的一種形式，它指出了合理的應(yīng)用程序想要捕獲的條件。第一節(jié)異常和異常處理三、Java中異常類(lèi)和異常對(duì)象異常對(duì)象的來(lái)源有兩個(gè)：一是Java運(yùn)行時(shí)環(huán)境自動(dòng)拋出系統(tǒng)生成的異常，而不管程序員是否愿意捕獲和處理，它總要被拋出，比如除數(shù)為0的異常；二是程序員自己拋出的異常，這個(gè)異?？梢允浅绦騿T自己定義的，也可以是Java語(yǔ)言中定義的，用throw關(guān)鍵字拋出異常，該異常用來(lái)向調(diào)用者匯報(bào)異常的一些信息。第一節(jié)異常和異常處理三、Java中異常類(lèi)和異常對(duì)象Java異常類(lèi)層次結(jié)構(gòu)如圖6.1所示。第一節(jié)異常和異常處理Throwable類(lèi)是Java語(yǔ)言中所有錯(cuò)誤或異常的超類(lèi)。只有當(dāng)對(duì)象是此類(lèi)(或其子類(lèi)之一)的實(shí)例時(shí)，才能通過(guò)Java虛擬機(jī)或者Javathrow語(yǔ)句拋出。類(lèi)似，只有此類(lèi)(或其子類(lèi)之一)才可以是catch子句中的參數(shù)類(lèi)型。兩個(gè)子類(lèi)的實(shí)例，Error和Exception通常用于指出發(fā)生了異常情況。這些實(shí)例一般是在異常情況的上下文中新近創(chuàng)建的，因此包含了相關(guān)的信息(比如堆棧跟蹤數(shù)據(jù))。第一節(jié)異常和異常處理1.ThrowableException類(lèi)及其子類(lèi)是Throwable的一種形式，它指出了合理的應(yīng)用程序想要捕獲的條件，表示程序本身可以處理的異常。第一節(jié)異常和異常處理2．ExceptionError是Throwable的子類(lèi)，表示僅靠程序本身無(wú)法恢復(fù)的嚴(yán)重錯(cuò)誤，用于指出合理的應(yīng)用程序不應(yīng)該試圖捕獲的嚴(yán)重問(wèn)題。在執(zhí)行該方法期間，無(wú)需在方法中通過(guò)throws聲明可能拋出但沒(méi)有捕獲的Error的任何子類(lèi)，因?yàn)镴ava編譯器不去檢查它。也就是說(shuō)，當(dāng)程序中可能出現(xiàn)這類(lèi)異常時(shí)，即使沒(méi)有用try-catch語(yǔ)句捕獲它，也沒(méi)有用throws子句聲明拋出它，編譯也能通過(guò)。第一節(jié)異常和異常處理3．ErrorRuntimeException是那些可能在Java虛擬機(jī)正常運(yùn)行期間拋出的異常的超類(lèi)。Java編譯器不去檢查它。也就是說(shuō)，當(dāng)程序中可能出現(xiàn)這類(lèi)異常時(shí)，即使沒(méi)有用try-catch語(yǔ)句捕獲它，也沒(méi)有用throws子句聲明拋出它，編譯也能通過(guò)。這種異常可以通過(guò)改進(jìn)代碼實(shí)現(xiàn)來(lái)避免。以上是對(duì)有關(guān)異常API的一個(gè)簡(jiǎn)單介紹，用法都很簡(jiǎn)單，關(guān)鍵在于了解異常處理的原理，具體用法參看JavaAPI文檔。第一節(jié)異常和異常處理4．RuntimeException在Java應(yīng)用程序中，異常處理機(jī)制分為拋出異常和捕捉異常。拋出異常：當(dāng)一個(gè)方法出現(xiàn)錯(cuò)誤引發(fā)異常時(shí)，方法創(chuàng)建異常對(duì)象并交付運(yùn)行時(shí)系統(tǒng)，異常對(duì)象中包含了異常類(lèi)型和異常出現(xiàn)時(shí)的程序狀態(tài)等異常信息。運(yùn)行時(shí)系統(tǒng)負(fù)責(zé)尋找處置異常的代碼并執(zhí)行。第一節(jié)異常和異常處理四、異常捕獲與處理捕獲異常：在方法拋出異常之后，運(yùn)行時(shí)系統(tǒng)將轉(zhuǎn)為尋找合適的異常處理器(ExceptionHandler)。潛在的異常處理器是異常發(fā)生時(shí)依次存留在調(diào)用棧中的方法的集合。當(dāng)異常處理器所能處理的異常類(lèi)型與方法拋出的異常類(lèi)型相符時(shí)，即為合適的異常處理器。運(yùn)行時(shí)系統(tǒng)從發(fā)生異常的方法開(kāi)始，依次回查調(diào)用棧中的方法，直至找到含有合適異常處理器的方法并執(zhí)行。當(dāng)運(yùn)行時(shí)系統(tǒng)遍歷調(diào)用棧而未找到合適的異常處理器時(shí)，運(yùn)行時(shí)系統(tǒng)終止。同時(shí)，意味著Java程序的終止。第一節(jié)異常和異常處理Java的異常處理是通過(guò)5個(gè)關(guān)鍵字來(lái)實(shí)現(xiàn)的：try、catch、throw、throws和finally。其處理過(guò)程如圖6.2所示。第一節(jié)異常和異常處理1.異常處理的關(guān)鍵字try語(yǔ)句塊中是要執(zhí)行的代碼，如果這段代碼出現(xiàn)了異常，系統(tǒng)將會(huì)自動(dòng)拋出(throws)一個(gè)異常，而catch后面有對(duì)應(yīng)的異常，程序?qū)⑦M(jìn)入對(duì)應(yīng)的catch語(yǔ)句塊；最后，不管是否有異常，程序?qū)⑦M(jìn)入finally語(yǔ)句塊進(jìn)行缺省處理。第一節(jié)異常和異常處理異常處理程序的基本形式如下：try{ //代碼塊}catch(ExceptionType1e){ //處理ExceptionType1類(lèi)型的異常}catch(ExceptionType2e){第一節(jié)異常和異常處理

//處理ExceptionType2類(lèi)型的異常

throw(e)；//再拋出ExceptionType2類(lèi)型的異常}finally{ //缺省處理代碼}注意：catch語(yǔ)句塊可以存在多個(gè)，因?yàn)樵诔绦蜻\(yùn)行的過(guò)程中，可能會(huì)發(fā)生多種異常，我們需要多個(gè)catch以提高程序的適應(yīng)性。第一節(jié)異常和異常處理異常類(lèi)(Exception)的子類(lèi)很多，大致分為有關(guān)I/O的IOException、有關(guān)運(yùn)行時(shí)異常的RuntimeException和其他異常三類(lèi)。(1)?IOException：由于I/O系統(tǒng)堵塞等原因引起的異常，包括試圖從文件結(jié)尾處讀取信息、試圖打開(kāi)一個(gè)不存在或者格式錯(cuò)誤的URL。第一節(jié)異常和異常處理2.異常的類(lèi)型常見(jiàn)的IOException如下：

FileNotFoundException：文件未找到異常。

EOFException：讀寫(xiě)文件尾異常。

MalformedURLException：URL格式錯(cuò)誤異常。

SocketException：Socket異常。第一節(jié)異常和異常處理(2)?RuntimeException：由于程序編寫(xiě)過(guò)程中考慮不周全而引起的異常，包括錯(cuò)誤的類(lèi)型轉(zhuǎn)換、數(shù)組越界訪問(wèn)、數(shù)字計(jì)算錯(cuò)誤、試圖訪問(wèn)一個(gè)空對(duì)象等。常見(jiàn)的RuntimeException如下：

ArithmeticException：數(shù)學(xué)計(jì)算異常。

NullPointerException：空指針異常。

NegativeArraySizeException：負(fù)數(shù)組長(zhǎng)度異常。

ArrayOutOfBoundsException：數(shù)組索引越界異常。

ClassNotFoundException：類(lèi)文件未找到異常。

ClassCastException：造型異常。第一節(jié)異常和異常處理(3)其他異常：包括用Class.forName()來(lái)初始化一個(gè)類(lèi)，字符串參數(shù)或?qū)?yīng)的類(lèi)不存在等。常見(jiàn)的其他異常如下：

ClassCastException：類(lèi)型轉(zhuǎn)換異常。

ArrayStoreException：數(shù)組中包含不兼容的值拋出的異常。

SQLException：操作數(shù)據(jù)庫(kù)異常。

NoSuchFieldException：字段未找到異常。

NoSuchMethodException：方法未找到拋出的異常。

NumberFormatException：字符串轉(zhuǎn)換為數(shù)字拋出的異常。

StringIndexOutOfBoundsException：字符串索引超出范圍拋出的異常。

IllegalAccessException：不允許訪問(wèn)某類(lèi)異常。

InstantiationException：當(dāng)應(yīng)用程序試圖使用Class類(lèi)中的newInstance()方法創(chuàng)建一個(gè)類(lèi)的實(shí)例，而指定的類(lèi)對(duì)象無(wú)法被實(shí)例化時(shí)，則拋出該異常。第一節(jié)異常和異常處理一，try語(yǔ)句不能單獨(dú)存在，可以和catch、finally組成try-catch-finally、try-catch-try、finally三種結(jié)構(gòu)；catch語(yǔ)句可以有一個(gè)或多個(gè)；finally語(yǔ)句最多一個(gè)；try、catch、finally這三個(gè)關(guān)鍵字均不能單獨(dú)使用。第二，try、catch、finally三個(gè)代碼塊中變量的作用域分別獨(dú)立且不能相互訪問(wèn)。如果要在三個(gè)塊中都可以訪問(wèn)，則需要將變量定義到這些塊的外面。第一節(jié)異常和異常處理3.異常處理的語(yǔ)法規(guī)則第三，存在多個(gè)catch塊時(shí)，Java虛擬機(jī)會(huì)匹配其中一個(gè)異常類(lèi)或其子類(lèi)，來(lái)執(zhí)行這個(gè)catch塊，而不會(huì)再執(zhí)行別的catch塊。第四，throw語(yǔ)句后不允許緊跟其他語(yǔ)句，因?yàn)檫@些語(yǔ)句沒(méi)有機(jī)會(huì)執(zhí)行。第五，如果一個(gè)方法調(diào)用了另外一個(gè)聲明拋出異常的方法，那么這個(gè)方法要么處理異常，要么聲明拋出。第一節(jié)異常和異常處理首先，看這樣一個(gè)程序：publicclassExceptionTest{publicstaticvoidmain(Stringargs[]){inta=12，b=0；

intd；

d=a/b；

System.out.println(a+"/"+b+"="+d)；

}}第一節(jié)異常和異常處理五、一個(gè)異常處理的實(shí)例這個(gè)程序中，b變量的值是0，但是它卻是除數(shù)，所以這個(gè)程序不能運(yùn)行。此時(shí)，將異常處理加入該程序，修改后的程序如下：publicclassExceptionTest{publicstaticvoidmain(Stringargs[]){try{inta=12，b=0；

intd；

d=a/b；

System.out.println(a+"/"+b+"="+d)；

}第一節(jié)異常和異常處理catch(arithmeticexceptione){system.out.println("零不能做除數(shù)哦！")；

}}}當(dāng)有異常處理的時(shí)候，程序發(fā)生了除零異常，這將會(huì)被catch(arithmeticexceptione)捕捉到，從而輸出提示語(yǔ)句“零不能做除數(shù)哦！”。這樣，程序適應(yīng)性更強(qiáng)了，也更友好了。第一節(jié)異常和異常處理第二節(jié)Java語(yǔ)言概述第二節(jié)異常處理語(yǔ)句在Java中，異常一般通過(guò)try-catch語(yǔ)句來(lái)捕獲。其語(yǔ)法格式如下：try{//可能會(huì)發(fā)生異常的程序代碼}catch(Type1id1){

//捕獲并處置try拋出的異常類(lèi)型Type1}catch(Type2id2){//捕獲并處置try拋出的異常類(lèi)型Type2}第二節(jié)異常處理語(yǔ)句一、try-catch語(yǔ)句關(guān)鍵字try后的一對(duì)大括號(hào)將一塊可能發(fā)生異常的代碼包起來(lái)，稱(chēng)為監(jiān)控區(qū)域。Java方法在運(yùn)行過(guò)程中出現(xiàn)異常，則創(chuàng)建異常對(duì)象。將異常拋出監(jiān)控區(qū)域之外，由Java運(yùn)行時(shí)系統(tǒng)試圖尋找匹配的catch子句以捕獲異常。若有匹配的catch子句，則運(yùn)行其異常處理代碼，try-catch語(yǔ)句結(jié)束。匹配的原則：如果拋出的異常對(duì)象屬于catch子句的異常類(lèi)，或者屬于該異常類(lèi)的子類(lèi)，則認(rèn)為生成的異常對(duì)象與catch塊捕獲的異常類(lèi)型相匹配。第二節(jié)異常處理語(yǔ)句【示例6.1】捕捉throw語(yǔ)句拋出的“除數(shù)為0”的異常。publicclassTestException{publicstaticvoidmain(String[]args){inta=6；

intb=0；

try{//try監(jiān)控區(qū)域第二節(jié)異常處理語(yǔ)句if(b==0)thrownewArithmeticException()；//通過(guò)throw語(yǔ)句拋出異常

System.out.println("a/b的值是："+a/b)；

}catch(ArithmeticExceptione){//catch捕捉異常

System.out.println("程序出現(xiàn)異常，變量b不能為0。")；

}System.out.println("程序正常結(jié)束。")；

}}運(yùn)行結(jié)果：程序出現(xiàn)異常，變量b不能為0。程序正常結(jié)束。第二節(jié)異常處理語(yǔ)句本示例中，在try監(jiān)控區(qū)域通過(guò)if語(yǔ)句進(jìn)行判斷，當(dāng)“除數(shù)為0”的錯(cuò)誤條件成立時(shí)引發(fā)ArithmeticException異常，創(chuàng)建ArithmeticException異常對(duì)象，并由throw語(yǔ)句將異常拋給Java運(yùn)行時(shí)系統(tǒng)，由系統(tǒng)尋找匹配的異常處理器catch并運(yùn)行相應(yīng)異常處理代碼，打印輸出“程序出現(xiàn)異常，變量b不能為0。”try-catch語(yǔ)句結(jié)束，繼續(xù)程序流程。事實(shí)上，“除數(shù)為0”等于ArithmeticException，是RuntimException的子類(lèi)。而運(yùn)行時(shí)異常將由運(yùn)行時(shí)系統(tǒng)自動(dòng)拋出，不需要使用throw語(yǔ)句。第二節(jié)異常處理語(yǔ)句在Java中，異常一般通過(guò)try-catch語(yǔ)句來(lái)捕獲。其語(yǔ)法格式如下：try{//可能會(huì)發(fā)生異常的程序代碼}catch(Type1id1){

//捕獲并處置try拋出的異常類(lèi)型Type1}catch(Type2id2){//捕獲并處置try拋出的異常類(lèi)型Type2}第二節(jié)異常處理語(yǔ)句二、try-catch-finally語(yǔ)句{//無(wú)論是否發(fā)生異常，都將執(zhí)行的語(yǔ)句塊}try塊：用于捕獲異常。其后可接零個(gè)或多個(gè)catch塊。如果沒(méi)有catch塊，則必須跟一個(gè)finally塊。catch塊：用于處理try捕獲到的異常。finally塊：無(wú)論是否捕獲或處理異常，finally塊里的語(yǔ)句都會(huì)被執(zhí)行。第二節(jié)異常處理語(yǔ)句三個(gè)語(yǔ)句塊的執(zhí)行順序如下：(1)?try沒(méi)有捕獲到異常的情況：try語(yǔ)句塊中的語(yǔ)句逐一被執(zhí)行，程序?qū)⑻^(guò)catch語(yǔ)句塊，執(zhí)行finally語(yǔ)句塊和其后的語(yǔ)句。(2)?try捕獲到異常，但catch語(yǔ)句塊里沒(méi)有處理此異常的情況：當(dāng)try語(yǔ)句塊里的某條語(yǔ)句出現(xiàn)異常，卻沒(méi)有處理此異常的catch語(yǔ)句塊時(shí)，此異常將會(huì)拋給JVM處理，finally語(yǔ)句塊里的語(yǔ)句還是會(huì)被執(zhí)行，但finally語(yǔ)句塊后的語(yǔ)句不會(huì)被執(zhí)行。第二節(jié)異常處理語(yǔ)句(3)?try捕獲到異常，且catch語(yǔ)句塊里有處理此異常的情況：在try語(yǔ)句塊中是按照順序來(lái)執(zhí)行的，當(dāng)執(zhí)行到某一條語(yǔ)句出現(xiàn)異常時(shí)，程序?qū)⑻絚atch語(yǔ)句塊，并與catch語(yǔ)句塊逐一匹配，找到與之對(duì)應(yīng)的處理程序，其他的catch語(yǔ)句塊將不會(huì)被執(zhí)行，而try語(yǔ)句塊中出現(xiàn)異常之后的語(yǔ)句也不會(huì)被執(zhí)行，catch語(yǔ)句塊執(zhí)行完后執(zhí)行finally語(yǔ)句塊里的語(yǔ)句，最后執(zhí)行finally語(yǔ)句塊后的語(yǔ)句。第二節(jié)異常處理語(yǔ)句【示例6.5】除零異常。publicclassExceptionTest{publicstaticvoidmain(Stringargs[]){try{inta=12，b=0；

intd；d=a/b；

System.out.println(a+"/"+b+"="+d)；

}第二節(jié)異常處理語(yǔ)句catch(arithmeticexceptione){system.out.println("零不能做除數(shù)哦！")；

}finally{system.out.println("感謝使用本程序！")；

}}}運(yùn)行結(jié)果：零不能做除數(shù)哦！感謝使用本程序！大家也可以嘗試將b變量改成1，看看運(yùn)行結(jié)果是什么。第二節(jié)異常處理語(yǔ)句throw語(yǔ)句用來(lái)明確地拋出一個(gè)異常，然后在包含它的所有try塊中從內(nèi)向外尋找與其匹配的catch語(yǔ)句塊。程序員可以控制異常拋出的時(shí)機(jī)，在認(rèn)為有異常發(fā)生的時(shí)候，可以通過(guò)throw手動(dòng)地拋出異常。throw關(guān)鍵字拋出的對(duì)象必須是Throwable類(lèi)型的對(duì)象。第二節(jié)異常處理語(yǔ)句三、throw語(yǔ)句【示例6.6】一個(gè)throw的實(shí)例。publicclassThrowDemo{publicstaticvoidmain(String[]args)throwsException{//TODOAuto-generatedmethodstubinta=-1；

if(a<0){thrownewException("請(qǐng)輸入正數(shù)！")；

}}}第二節(jié)異常處理語(yǔ)句【示例6.6】一個(gè)throw的實(shí)例。publicclassThrowDemo{publicstaticvoidmain(String[]args)throwsException{//TODOAuto-generatedmethodstubinta=-1；

if(a<0){thrownewException("請(qǐng)輸入正數(shù)！")；

}}}之前的程序，異常都是Java自動(dòng)拋出的，而本示例中的程序，如果a小于0，那么將手動(dòng)地拋出一個(gè)異常。第二節(jié)異常處理語(yǔ)句如果一個(gè)方法可能導(dǎo)致異常但又不想處理它，此