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JavaSE-----认识异常【详解】

2024-03-20 11:00:05Python资料围观150

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目录

一.异常的概念与体系结构:

1.1异常的概念:

1.2一些常见的异常:

1.3异常的体系结构:

1.4异常的分类:

二.异常的处理机制:

2.1 抛出异常:

2.2异常的捕获:

 2.3try-catch-(finally)捕获并处理:

 2.4Throwable类中的常用方法:

三.自定义异常:

java中常见的异常:

1. runtimeException子类:

2.IOException


一.异常的概念与体系结构:

1.1异常的概念:

在生活中,一个人表情痛苦,出于关心,可能会问:你是不是生病了,需要我陪你去看医生吗?

在程序中也是一样,程序猿是一帮办事严谨、追求完美的高科技人才。在日常开发中,绞尽脑汁将代码写的尽善尽美,在程序运行过程中,难免会出现一些奇奇怪怪的问题。有时通过代码很难去控制,比如:数据格式不对、网络不通畅、内存报警等。
🧐🧐🧐 Java 中,将程序执行过程中发生的不正常行为称为异常

具体来说:

😀😀😀异常指不期而至的各种状况,如:文件找不到、网络连接失败、非法参数等。异常是一个事件,它发生在程序运行期间,干扰了正常的指令流程。Java通 过API中Throwable类的众多子类描述各种不同的异常。因而,Java异常都是对象,是Throwable子类的实例,描述了出现在一段编码中的错误条件。当条件生成时,错误将引发异常。

1.2一些常见的异常:

 ①.算术异常:

 ②.数组越界异常:

 ③.空指针异常:

从上述过程中可以看到,👌👌java中不同类型的异常,都有与其对应的类来进行描述

1.3异常的体系结构:

 从上图中我们可以看出:

  • 🐻🐻🐻Throwable是异常体系的顶层类,其派生出两个重要的子类, Error Exception
  • 🐻🐻🐻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 ,一旦发生回力乏术。
  • 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。

1.4异常的分类:

通常,Java的异常(包括Exception和Error)分为可查的异常(checked exceptions)和不可查的异常(unchecked exceptions)

🦉🦉🦉可查异常(编译器要求必须处置的异常):正确的程序在运行中,很容易出现的、情理可容的异常状况。可查异常虽然是异常状况,但在一定程度上它的发生是可以预计的,而且一旦发生这种异常状况,就必须采取某种方式进行处理。

 🦉🦉🦉不可查异常(编译器不要求强制处置的异常):包括运行时异常(RuntimeException与其子类)和错误(Error)。

异常可能在编译时发生,也可能在程序运行时发生,根据发生的时机不同,可以将异常分为:

①.🧐🧐运行时异常(RuntimeException):

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 。(上面的常见异常例子)

②.🧐🧐编译时异常,又称检查异常(Checked Exception):

是RuntimeException以外的异常,类型上都属于Exception类及其子类。从程序语法角度讲是必须进行处理的异常,如果不处理,程序就不能编译通过。如IOException、SQLException等以及用户自定义的Exception异常,一般情况下不自定义检查异常

二.异常的处理机制:

🧐🧐🧐在 Java 应用程序中,异常处理机制为:抛出异常,捕捉异常。

 抛出异常和捕捉异常

  • 🦉🦉🦉 抛出异常:当一个方法出现错误引发异常时,方法创建异常对象并交付运行时系统,异常对象中包含了异常类型和异常出现时的程序状态等异常信息。运行时系统负责寻找处置异常的代码并执行。
  • 🦉🦉🦉 捕获异常:在方法抛出异常之后,运行时系统将转为寻找合适的异常处理器(exception handler)。潜在的异常处理器是异常发生时依次存留在调用栈中的方法的集合。当异常处理器所能处理的异常类型与方法抛出的异常类型相符时,即为合适 的异常处理器。运行时系统从发生异常的方法开始,依次回查调用栈中的方法,直至找到含有合适异常处理器的方法并执行。当运行时系统遍历调用栈而未找到合适 的异常处理器,则运行时系统终止。同时,意味着Java程序的终止。

2.1 抛出异常:

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:

 举个例子:

public class TestException {
    public static void main(String[] args) {
        int[] array = {1,2,3};
        getElement(array,3);
    }
    public static int getElement(int[] array,int index){
        if(array == null){
              //在方法体内部抛出异常
            throw new NullPointerException("传递的数组为null");
        }
        if(index < 0 || index >= array.length){
            throw new ArrayIndexOutOfBoundsException("传递的数组下表越界");
        }
        return array[index];
    }
}

运行结果(这里取了不存在的数组下标,抛出数组越界异常):

🧐!!!抛出异常的注意事项:

  • 🐞🐞🐞throw必须写在方法体内部
  • 🦉🦉抛出的对象必须是 Exception 或者 Exception 的子类对象
  • 🦉🦉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
    • 🦉🦉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
    • 🐞🐞🐞异常一旦抛出,其后的代码就不会执行

    2.2异常的捕获:

    🐻🐻🐻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:

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...{
}

举个例子:

class Person implements Cloneable{
    String name;
    int age;

    public Person(String name, int age) {
        this.name = name;
        this.age = age;
    }

    @Override
    public String toString() {
        return "Person{" +
                "name='" + name + '\'' +
                ", age=" + age +
                '}';
    }

    @Override
    protected Object clone() throws CloneNotSupportedException {
        return super.clone();
    }
}
public class TestException {

    public static void main(String[] args) throws CloneNotSupportedException{
        Person person = new Person("坤坤",18);
        Person person1 = (Person)person.clone();
        System.out.println(person1);
    }

}

运行结果:

🐻🐻🐻 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

注意事项:

  • 🐞🐞🐞throws必须跟在方法的参数列表之后
  • 🐞🐞🐞声明的异常必须是 Exception 或者 Exception 的子类
  • 🐞🐞🐞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。

 2.3try-catch-(finally)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
try-catch语法格式:
    try {
			// 可能会发生异常的程序代码
		} catch (Type1 id1) {
			// 捕获并处理try抛出的异常类型Type1
		} catch (Type2 id2) {
			// 捕获并处理try抛出的异常类型Type2
		} finally {
			// 无论是否发生异常,都将执行的语句块
		}

// 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

 try-catch-finally 规则(异常处理语句的语法规则):

  • 🐞 必须在 try 之后添加 catch 或 finally 块。try 块后可同时接 catch 和 finally 块,但至少有一个块。
  • 🐞必须遵循块顺序:若代码同时使用 catch 和 finally 块,则必须将 catch 块放在 try 块之后。
  • 🐞一个 try 块可能有多个 catch 块。若如此,则执行第一个匹配块。即Java虚拟机会把实际抛出的异常对象依次和各个catch代码块声明的异常类型匹配,如果异常对象为某个异常类型或其子类的实例,就执行这个catch代码块,不会再执行其他的 catch代码块

举个例子:

public class TestException {
    public static void main(String[] args) {
        try {
            int[] array = null;
            System.out.println(array.length);
        }catch (ArithmeticException e) {
            e.printStackTrace();
            System.out.println("处理ArithmeticException异常....");
        }catch (NullPointerException e) {
            e.printStackTrace();
            System.out.println("处理NullPointerException异常....");
        }finally {
            System.out.println("finally中的代码一定会执行~");
        }
        System.out.println("后续代码程序继续执行.....");
    }
}

运行结果(抛出空指针异常):

🧐🧐try-catch-finally语句块执行

 2.4Throwable类中的常用方法:

注意:catch关键字后面括号中的Exception类型的参数e。Exception就是try代码块传递给catch代码块的变量类型,e就是变量名。catch代码块中语句"e.getMessage();"用于输出错误性质。通常异常处理常用3个函数来获取异常的有关信息:
  • getCause():返回抛出异常的原因。如果 cause 不存在或未知,则返回 null。
  •  getMeage():返回异常的消息信息。
  • printStackTrace():对象的堆栈跟踪输出至错误输出流,作为字段 System.err 的值。

三.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
实现方法:
  • 🐻🐻🐻自定义异常类,然后继承自 Exception 或者 RunTimeException
  • 🐻🐻🐻实现一个带有 String 类型参数的构造方法,参数含义:出现异常的原因
举个例子:
import java.lang.Exception;
public class TestException {
    static int quotient(int x, int y) throws MyException { // 定义方法抛出异常
        if (y < 0) { // 判断参数是否小于0
            throw new MyException("除数不能是负数"); // 异常信息
        }
        return x/y; // 返回值
    }
    public static void main(String args[]) { // 主方法
        int  a =3;
        int  b =0;
        try { // try语句包含可能发生异常的语句
            int result = quotient(a, b); // 调用方法quotient()
        } catch (MyException e) { // 处理自定义异常
            System.out.println(e.getMessage()); // 输出异常信息
        } catch (ArithmeticException e) { // 处理ArithmeticException异常
            System.out.println("除数不能为0"); // 输出提示信息
        } catch (Exception e) { // 处理其他异常
            System.out.println("程序发生了其他的异常"); // 输出提示信息
        }
    }

}
class MyException extends Exception { // 创建自定义异常类,继承父类Exception
    String message; // 定义String类型变量
    public MyException(String ErrorMessagr) { // 父类方法
        message = ErrorMessagr;
    }

    public String getMessage() { // 覆盖getMessage()方法
        return message;
    }
}

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

java中常见的异常:

1. runtimeException子类:
  •      java.lang.ArrayIndexOutOfBoundsException
  •     数组索引越界异常。当对数组的索引值为负数或大于等于数组大小时抛出。
  •     java.lang.ArithmeticException
  •     算术条件异常。譬如:整数除零等。
  •     java.lang.NullPointerException
  •     空指针异常。当应用试图在要求使用对象的地方使用了null时,抛出该异常。譬如:调用null对象的实例方法、访问null对象的属性、计算null对象的长度、使用throw语句抛出null等等
  •     java.lang.ClassNotFoundException
  •     找不到类异常。当应用试图根据字符串形式的类名构造类,而在遍历CLASSPAH之后找不到对应名称的class文件时,抛出该异常。
  •    java.lang.NegativeArraySizeException  数组长度为负异常
  •    java.lang.ArrayStoreException 数组中包含不兼容的值抛出的异常
  •    java.lang.SecurityException 安全性异常
  •    java.lang.IllegalArgumentException 非法参数异常
2.IOException
  • IOException:操作输入流和输出流时可能出现的异常。
  • EOFException   文件已结束异常
  • FileNotFoundException   文件未找到异常

参考文章:java(3)-深入理解java异常处理机制_java处理异常-CSDN博客 

结语: 写博客不仅仅是为了分享学习经历,同时这也有利于我巩固自己的知识点,总结该知识点,由于作者水平有限,对文章有任何问题的还请指出,接受大家的批评,让我改进。同时也希望读者们不吝啬你们的点赞+收藏+关注,你们的鼓励是我创作的最大动力!


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