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Java 异常

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1、异常的概念和体系结构

1.1异常的概念

Java中,在程序执行过程中发生的不正常行为称为异常。比如之前一直遇到的:

(1)算数异常

System.out.prinntln(10/0);

(2)数组越界异常

int[] arr={1,2,3};
System.out.println(arr[5]);

(3)空指针异常

int[] arr=null;
System.out.println(arr.length());

1.2异常的体系结构及分类

【异常的分类】

【注】编译时出现的语法错误,不能称之为异常。运行时指的是程序已经编译通过得到class文件了,再由JVM执行过程中出现的错误。

2、异常的处理

在Java中,异常处理主要的五个关键字:throw、try、catch、final、throws

2.1防御式编程

(1)LBYL:look before you leap,在操作之前就做充足的检查(事前防御型)

boolean ret=false;
ret=登陆游戏();
if(!ret){
    处理登陆游戏错误;
    return;
}
ret=开始匹配();
if(!ret){
    处理匹配错误;
    return;
}
………………

缺陷:正常流程和错误处理代码混在一起,代码整体显得比较混乱。

(2)EAFP:it is easier to ask forgiveness than permission,先操作,遇到问题再解决。(事后认错型)

try{
   登陆游戏();
   开始匹配();
}catch(登陆游戏异常){
    处理登陆游戏异常;
}catch(开始匹配异常){
    处理匹配异常;
}

2.2异常地抛出

在Java中,可以借助throw关键字,抛出自定义异常,将错误信息告知给调用者。语法如下:

throw  new  XXXException("异常产生的原因");

【例】实现一个方法,获取数组中任意下标位置的元素

public static int getElement(int[] array, int index){
        if(null == array){
            throw new NullPointerException("传递的数组为null");
        }
        if(index < 0 || index >= array.length){
            throw new ArrayIndexOutOfBoundsException("传递的数组下标越界");
        }
        return array[index];
    }

【注】

2.3异常的捕获

异常的具体处理方式,主要有两种:异常声明throws和try-catch捕获处理

printStackTrace()打印异常

(1)异常声明throws

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:

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...{

【例】加载指定的配置文件

public class Config {
        File file;
        /*
        FileNotFoundException : 编译时异常,表明文件不存在
        此处不处理,也没有能力处理,应该将错误信息报告给调用者,让调用者检查文件名字是否给错误了
        */
        public void OpenConfig(String filename) throws FileNotFoundException {
            if(filename.equals("config.ini")){
                throw new FileNotFoundException("配置文件名字不对");
            }
        // 打开文件
        }

【注】

(2)try-catch捕获并处理

throws并没有对异常真正处理,而是将异常报告给异常方法的调用者。如果真正要对异常进行处理,需要try-catch。

【语法如下】

try{
    // 将可能出现异常的代码放在这里
}catch(要捕获的异常类型 e){
    // 如果try中的代码抛出异常了,此处catch捕获时异常类型与try中抛出的异常类型一致时,或者是try中抛出异常的父类时,就会被捕获到
    // 对异常就可以正常处理,处理完成后,跳出try-catch结构,继续执行后序代码
}【catch(异常类型 e){
    // 对异常进行处理
}finally{
    // 此处代码一定会被执行到
}】
// 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

注意: 
1. 【】中表示可选项,可以添加,也可以不用添加 
2. try中的代码可能会抛出异常,也可能不会

【注意】

由于Exception类是所有异常的子类,因此可以用这个类型来捕捉所有异常。catch进行类型匹配时,不光会匹配相同类型的异常对象,也会捕捉目标异常类型的子类对象。

(3)finally

在写程序时,有些特定的代码,无论程序是否发生异常,都需要执行,比如程序正常打开的资源,有时候必须对资源进行回收。另外,异常会引发程序的跳转,可能导致有些语句执行不到,此时需要finally来解决这个问题。

【语法格式】

try{
    // 可能会发生异常的代码
}catch(异常类型 e){
    // 对捕获到的异常进行处理
}finally{
    // 此处的语句无论是否发生异常,都会被执行到
}
// 如果没有抛出异常,或者异常被捕获处理了,这里的代码也会执行

【问题】既然finally和try-catch-finally后的代码都会被执行,那为什么还要有finally呢?

当catch没有捕获到异常时,此时需要JVM来捕获异常,程序可能不能正常运行,finally后面的代码就不会被执行。而finally中的代码一定会被执行。

【注】finally中的代码一定会被执行,一般在其中进行资源清理的扫尾工作。

如下代码:

public static int func(){
   try{
      return 10;
   }finally{
      return 20;
   }
}
//此时返回20;

finally执行的时机是方法返回之前(try或者catch中如果有return会在return之前执行finally)。但是如果finally中也存在return语句,那么就会执行finally中的return,从而不会执行到try中原有的return。

2.4异常的处理流程

关于“调用栈”:

方法之间存在相互调用的关系,可以用“调用栈”来描述。在JVM中有一块内存空间称之为:“虚拟机栈”专门存储方法之间的调用关系。当代码中出现异常的时候,我们就可以使用e.printStackTrace();的方法查看出现异常代码的调用栈。

如果本方法中没有合适的处理异常的方法,就会沿着调用栈向上传递,如果一直向上传递都没有找到合适的方法,最终会交给JVM来处理,程序就会异常终止。

【程序异常处理的流程】

3、自定义异常类

具体方法:

class UserNameException extends Exception {
    public UserNameException(String message) {
        super(message);
    }
}

【注】

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