Java讲课笔记18：异常处理

文章目录

零、本讲学习目标

1、理解什么是异常

2、熟悉异常的类型

3、掌握try…catch和finally异常处理

4、掌握throws关键字

一、什么是异常

1、程序异常及解决方法

（1）生活中的异常

（2）程序中的异常

（3）程序异常解决方法

2、Java异常体系结构

（1）Exception —— 异常

（2）Error —— 错误

3、Throwable类中的常用方法

二、异常的类型

1、编译时异常

（1）编译时异常定义

（2）编译时异常类汇总

（3）编译时异常的特点

（4）处理编译时异常的方式

2、运行时异常

（1）运行时异常定义

（2）运行时异常类汇总

（3）运行时异常的特点

（4）运行时异常错误分析

（5）运行时异常示例

a. 数组下标越界异常

b. 空指针异常

c. 算术异常

d. 类型转换异常

e. 数字格式异常

三、异常捕获

1、异常捕获try…catch语句

（1）语法格式

（2）案例演示

（3）简要说明

2、异常捕获try…catch...finally语句

（1）语法格式

（2）案例演示

（3）简要说明

3、捕获多个异常

（1）错误：大异常在小异常之前

（2）正确：小异常在大异常之前

四、抛出异常

1、为什么要抛出异常

2、使用throws关键字抛出异常

（1）语法格式

（2）案例演示

（3）简要说明

五、课后作业

任务、给排序静态方法抛出异常

零、本讲学习目标

1、理解什么是异常

2、熟悉异常的类型

3、掌握try…catch和finally异常处理

4、掌握throws关键字

一、什么是异常

1、程序异常及解决方法

（1）生活中的异常

在学习、工作与生活中，我们也经常会遇到一些非正常情况，例如电脑蓝屏、死机，感冒发烧，车票丢失等等。

（2）程序中的异常

在程序运行的过程中，也会发生这种非正常状况，例如程序运行时磁盘空间不足、网络连接中断、被加载的类不存在等。

在《Java讲课笔记08：数组》里，我们遇到过数组下标越界异常：

异常提示信息非常明确，指出程序中出现了数组下标越界异常。由于程序中第11行给不存在的数组元素scores[4]赋值，导致错误。这个异常发生后，程序会立即结束，无法继续向下执行，比如第12行的输出语句就没有被执行。

（3）程序异常解决方法

针对程序中的非正常情况，Java语言中引入了异常，以异常类的形式对这些非正常情况进行封装，并通过异常处理机制对程序运行时发生的各种问题进行处理。

2、Java异常体系结构

Thorwable类（表示可抛出）是所有异常和错误的超类，两个直接子类为Error和Exception，分别表示错误和异常。

（1）Exception —— 异常

Exception称为异常类，它表示程序本身可以处理的错误。在Java程序开发中进行的异常处理，都是针对Exception类及其子类的。

（2）Error —— 错误

Error称为错误，表示Java运行时产生的系统内部错误或资源耗尽的错误，是比较严重的，仅靠修改程序本身是不能恢复执行的，例如系统崩溃，虚拟机错误等。

3、Throwable类中的常用方法

利用IntelliJ IDEA查看Throwable类的结构

Throwable类中的常用方法

二、异常的类型

1、编译时异常

（1）编译时异常定义

在程序编译时期产生的异常，而这些异常必须要进行处理，也称为checked异常。

（2）编译时异常类汇总

在Exception的子类中，除了RuntimeException类及其子类外，其他子类都是编译时异常。比如IOException（EOFException、FileNotFoundException）、SQLException。

（3）编译时异常的特点

在程序编写过程中，Java编译器就会对编写的代码进行检查，如果出现比较明显的异常就必须对异常进行处理，否则程序无法通过编译。

（4）处理编译时异常的方式

使用try…catch语句对异常进行捕获处理

使用throws关键字声明抛出异常，让调用者处理

2、运行时异常

（1）运行时异常定义

这种异常即使不编写异常处理代码，依然可以通过编译，也称为unchecked异常。

（2）运行时异常类汇总

RuntimeException类及其子类都是运行时异常。

Java常见运行时异常类

（3）运行时异常的特点

运行时异常是在程序运行时由Java虚拟机自动进行捕获处理的，即使没有使用try…catch语句捕获或使用throws关键字声明抛出，程序也能编译通过，只是在运行过程中可能报错。

（4）运行时异常错误分析

运行时异常一般是由于程序中的逻辑错误引起的，在程序运行时无法恢复。

（5）运行时异常示例

三、异常捕获

当程序发生异常时，会立即终止，无法继续向下执行。为了保证程序能够有效的执行，Java中提供了一种对异常进行处理的方式——异常捕获。

1、异常捕获try…catch语句

（1）语法格式

try { // 可能发生异常的语句 } catch(Exception类或其子类 e){ // 对捕获的异常进行相应处理 }

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（2）案例演示

创建Example1806

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运行程序，查看结果

如果除数n不为0，程序运行正常，输出除法的结果：

如果除数n为0，程序抛出异常后终止，无法输出除法的结果：

修改divide()方法，对可能导致异常的代码进行异常处理

public static int divide(int m, int n) { try { int q = m / n; return q; } catch (Exception e) { // 捕获异常进行处理 System.err.println("异常信息：" + e.getMessage()); } return Integer.MIN_VALUE; // 程序异常时返回最小整数 }

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修改main()方法，对调用方法返回结果进行判断

public static void main(String[] args) { int m, n, q; Scanner sc = new Scanner(System.in); System.out.print("m = "); m = sc.nextInt(); System.out.print("n = "); n = sc.nextInt(); q = divide(m, n); if (q == Integer.MIN_VALUE) { System.err.println("程序发生了异常！"); } else { System.out.println(m + " ÷ " + n + " = " + q); } System.out.println("程序到此执行完毕！"); }

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运行程序，查看结果

虽然程序发生了异常，但是程序的最后一条语句也是执行了的。

（3）简要说明

在定义的整数除法运算方法divide()中对可能发生异常的代码用try…catch语句进行了捕获处理。在try{}代码块中发生除0异常，程序会转而执行catch(){}中的代码，通过调用Exception对象e的getMessage()方法，即可返回异常信息：“/ by zero”。catch(){}代码块对异常处理完毕后，程序仍会向下执行，执行return Integer.MIN_VALUE;，而不会因为异常而终止运行。

需要注意的是，在try{}代码块中，发生异常语句后面的代码是不会被执行的，比如发生异常的语句“int q = m / n;”后面的返回语句“return q;”就没有执行。

在程序中，如果希望有些语句无论程序是否发生异常都要执行，这时就可以在try…catch语句后，加一个finally{}代码块。

2、异常捕获try…catch…finally语句

（1）语法格式

try { // 可能发生异常的语句 } catch(Exception类或其子类 e){ // 对捕获的异常进行相应处理 } finally { // 无论是否发生异常，此代码块代码总会执行 }

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（2）案例演示

修改Example1806里的divide()方法，添加finally{}代码块

运行程序，查看结果

（3）简要说明

由此可见，无论程序是否发生了异常，finally{}代码块里的语句都会被执行。正是由于这种特殊性，在程序设计时，经常会在try…catch后面使用finally{}代码块来完成善后工作，比如释放系统资源、关闭数据库连接、关闭线程池等。

如果在try…catch中执行了System.exit(0)语句，finally{}中的代码就不会被执行。因为System.exit(0)语句表示退出当前的Java虚拟机，既然Java虚拟机都停止了，当然任何代码都不能再执行了。

由于在catch{}代码块里添加了一条System.exit(0)语句，于是finally{}代码块里的语句就没有被执行，输出信息里就没有“无论程序是否异常，都会执行~”了。

3、捕获多个异常

如果有多个异常要处理，一般是先处理小异常，再依次处理较大的异常。

（1）错误：大异常在小异常之前

鼠标移到小异常上面，系统会提示“该异常已被捕获”。

（2）正确：小异常在大异常之前

四、抛出异常

1、为什么要抛出异常

一般在程序开发中，开发者通常会意识到程序可能出现的问题，可以直接通过try…catch对异常进行捕获处理。但有些时候，方法中代码是否会出现异常，开发者并不明确或者并不急于处理，为此，Java允许将这种异常从当前方法中抛出，然后让后续的调用者在使用时再进行异常处理。

2、使用throws关键字抛出异常

在Java中，将异常抛出需要使用throws关键字来实现，该关键字用在会抛出异常的方法名称后，同时支持一次性抛出多种类型的异常。

（1）语法格式

[修饰符] 返回值类型 方法名([参数类型 参数名1...]) throws 异常类1, 异常类2, ... { // 方法体... }

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throws关键字需要写在方法声明的后面，并在后面需要声明方法中发生异常的类型。

（2）案例演示

创建Example1807

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但是，程序编译报错，有未被处理的异常：

将鼠标移到红色波浪线上，按组合键+，系统给出两种快速解决方案：

解决方法一：Surround with try/catch 表示在出现异常的代码处使用try…catch代码块进行捕获处理。

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运行程序，结果如下：

解决方法二：Add exception to method signature 表示在方法上继续使用throws关键字抛出异常

此时运行程序，查看结果：

虽然在主方法上添加了throws关键字抛出异常，编译确实能通过，但是程序发生了异常，终究是需要进行处理的，既然没有处理，那么最终就会导致程序终止运行。

（3）简要说明

当调用者在调用有抛出异常的方法时，除了可以在调用程序中直接进行try…catch异常处理外，也可以根据提示使用throws关键字继续将异常抛出，这样程序也能编译通过。但是，程序发生了异常，终究是需要进行处理的，如果没有被处理，程序就会非正常终止。

五、课后作业

任务、给排序静态方法抛出异常

编写排序静态方法：public static void sort(int[] arr) throws Exception {}

主方法：静态初始化数组arr，输出全部数组元素，调用sort(arr)，输出全部数组元素

对可能出错的代码进行异常处理（传入的arr参数是null时就要抛出异常）

当传入sort()方法的数组参数arr不是null时，结果如下：

当传入sort()方法的数组参数arr是null时，结果如下：

Java 数据结构

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