Java学习笔记 17 - 异常及异常处理

本文主要内容
1、异常以及处理方式
2、运行时期异常
3、方法重写的异常处理
4、Throwable类常见方法
5、自定义异常

01异常

A、异常概述
异常:代码在运行时期产生的问题。
在Java中,把异常信息封装成了一个类。
当程序出现问题,即创建异常类对象并抛出异常相关的信息(如异常出现的位置、原因等)。
常见的异常:数组角标越界异常ArrayIndexOutOfBoundsException,空指针异常NullPointerException

B、异常的继续体系
Throwable: 它是所有错误与异常的超类(祖宗类)
|- Error 错误
|- Exception 编译期异常,进行编译JAVA程序时出现的问题
|- RuntimeException 运行期异常, JAVA程序运行过程中出现的问题
C、异常与错误
a:异常
* 指程序在编译、运行期间发生了某种异常(XxxException),我们可以对异常进行具体的处理。
* 若不处理异常,程序将会结束运行。

            public static void main(String[] args) {
                int[] arr = new int[3];
                System.out.println(arr[0]);
                System.out.println(arr[3]);
                // 该句运行时发生了数组索引越界异常ArrayIndexOutOfBoundsException,
                // 由于没有处理异常,导致程序无法继续执行,程序结束。
                System.out.println("over"); // 由于上面代码发生了异常,此句代码不会执行
            }
            
b:错误
        指程序在运行期间发生了某种错误(XxxError),Error错误通常没有具体的处理方式,程序将会结束运行。
        Error错误的发生往往都是系统级别的问题,都是jvm所在系统发生的,并反馈给jvm。
        错误无法处理,只能修正代码。
    
            public static void main(String[] args) {
                int[] arr = new int[1024*1024*100];
                //该句运行时发生了内存溢出错误OutOfMemoryError,开辟了过大的数组空间,
                //导致JVM在分配数组空间时超出了JVM内存空间,直接发生错误。
            }

D:异常对象的产生原因和处理方式
a: 异常对象的产生原因

  • 工具类

          class ArrayTools{
              //对给定的数组通过给定的角标获取元素。
              public static int getElement(int[] arr,int index)   {
                  int element = arr[index];
                  return element;
              }
          }
    
  • 测试类

          class ExceptionDemo2 {
              public static void main(String[] args)  {
                  int[] arr = {34,12,67};
                  int num = ArrayTools.getElement(arr,4)
                  System.out.println("num="+num);
                  System.out.println("over");
              }
          }
    
  • 原因分析:

  • 1: 由于没找到4索引,导致运行时发生了异常。这个异常JVM认识:ArrayIndexOutOfBoundsException。
    这个异常Java本身有描述:异常的名称、异常的内容、异常的产生位置。
    java将这些信息直接封装到异常对象中。new ArrayIndexOutOfBoundsException(4);

  • 2:throw new ArrayIndexOutOfBoundsException(4);产生异常对象。JVM将产生的异常抛给调用者main()方法。

  • 3:main()方法接收到了数组索引越界异常对象。
    由于main()方法并没有进行处理异常,main()方法就会继续把异常抛给调用者JVM。
    当JVM收到异常后,将异常对象中的名称、异常内容、位置都显示在就控制台上。同时让程序立刻终止。

b:异常的处理方式
1:JVM的默认处理方式
把异常的名称,原因,位置等信息输出在控制台,同时会结束程序。
一旦有异常发生,其后来的代码不能继续执行。
2:解决程序中异常的手动方式
a):编写处理代码 try...catch...finally
b):抛出 throws

02 方法内部抛出对象throw关键字

在java中,提供了一个throw关键字,它用来抛出一个指定的异常对象。
A: 什么时候使用throw关键字?
当调用方法使用接受到的参数时,首先需要先对参数数据进行合法的判断,
数据若不合法,就应该告诉调用者,传递合法的数据进来。
这时需要使用抛出异常的方式来告诉调用者。

B: 使用throw关键字具体操作
a: 创建一个异常对象。封装一些提示信息(信息可以自己编写)。
b: 通过关键字throw将这个异常对象告知给调用者。throw 异常对象;
throw 用在方法内,用来抛出一个异常对象,将这个异常对象传递到调用者处,并结束当前方法的执行。

C: throw关键字使用格式
throw new 异常类名(参数);
例如:
throw new NullPointerException("要访问的arr数组不存在");
throw new ArrayIndexOutOfBoundsException("该索引在数组中不存在,已超出范围");

03方法声明异常关键字throws

A: 声明
将问题标识出来,报告给调用者。如果方法内通过throw抛出了编译时异常,而没有捕获处理(稍后讲解该方式),那么必须通过throws进行声明,让调用者去处理。

B: 声明异常格式
修饰符 返回值类型 方法名(参数) throws 异常类名1,异常类名2… { }

C:注意事项:
throws用于进行异常类的声明,若该方法可能有多种异常情况产生,那么在throws后面可以写多个异常类,用逗号隔开。

04 try...catch异常处理

A: 捕获
Java中对异常有针对性的语句进行捕获,可以对出现的异常进行指定方式的处理
B: 捕获异常格式

    try {
        //需要被检测的语句。
    }
    catch(异常类 变量) { //参数。
        //异常的处理语句。
    }
    finally {
        //一定会被执行的语句。
    }

C: 格式说明
a: try
* 该代码块中编写可能产生异常的代码。
b: catch
* 用来进行某种异常的捕获,实现对捕获到的异常进行处理。
c: finally:
* 有一些特定的代码无论异常是否发生,都需要执行。
* 另外,因为异常会引发程序跳转,导致有些语句执行不到。
* 而finally就是解决这个问题的,在finally代码块中存放的代码都是一定会被执行的。
d:try...catch...处理掉异常后,程序可以继续执行

05 多catch处理

A:一个try 多个catch组合
* 对代码进行异常检测,并对检测的异常传递给catch处理。对每种异常信息进行不同的捕获处理。
B:多catch处理的格式

    void show(){ //不用throws 
        try{
            throw new Exception();//产生异常,直接捕获处理
        }catch(XxxException e){
            //处理方式  
        }catch(YyyException e){
            //处理方式  
        }catch(ZzzException e){
            //处理方式  
        }
    }

    注意事项:在捕获异常处理中,变量也是有作用域的,如可以定义多个catch中异常变量名为e。

C:多catch处理细节
a:细节:多个catch小括号中,写的是异常类的类名,有没有顺序的概念?
有顺序关系。

b:平级异常:
抛出的异常类之间,没有继承关系,没有顺序
NullPointerException extends RuntimeException
NoSuchElementException extends RuntimeException
ArrayIndexOutOfBoundsException extends IndexOutOfBoundsException extends RuntimeException

c:上下级关系的异常
越高级的父类,越写在下面
NullPointerException extends RuntimeException extends Exception

06 finally代码块

A: finally的特点
被finally控制的语句体一定会执行

B:finally的作用
finally,无论程序是否有异常出现,程序必须执行
如:IO流操作和数据库操作

07 运行时期异常的特点

A: 运行时期异常的概述:
RuntimeException和他的所有子类异常,都属于运行时期异常。
NullPointerException,ArrayIndexOutOfBoundsException等都属于运行时期异常.

B:运行时期异常的特点
a:方法中抛出运行时期异常,方法定义中无需throws声明,调用者也无需处理此异常。
b:运行时期异常一旦发生,需要程序人员修改源代码。
设计原因:
运行异常,不能发生,但是如果发生了,程序人员停止程序修改源代码
运行异常: 一旦发生,不要处理,请你修改源代码,运行异常一旦发生,后面的代码没有执行的意义

08 方法重写时候异常的处理

A:方法重写时候异常的处理
a:子类覆盖父类方法时,如果父类的方法声明异常,子类只能声明父类异常或者该异常的子类,或者不声明。
例如:

        class Fu {
            public void method () throws RuntimeException {
            }
        }
        class Zi extends Fu {
            public void method() throws RuntimeException { }  //抛出父类一样的异常
            //public void method() throws NullPointerException{ } //抛出父类子异常
        }

b:当父类方法声明多个异常时,子类覆盖时只能声明多个异常的子集。

        class Fu {
            public void method () throws NullPointerException, ClassCastException{
            }
        }
        class Zi extends Fu {
            public void method()throws NullPointerException, ClassCastException { }         
            public void method() throws NullPointerException{ } //抛出父类异常中的一部分
            public void method() throws ClassCastException { } //抛出父类异常中的一部分
        }

c:当被覆盖的方法没有异常声明时,子类覆盖时无法声明异常的。

        class Fu {
            public void method (){
            }
        }
        class Zi extends Fu {
            public void method() throws Exception { }//错误的方式
        }

B:问题:父类中会存在下列这种情况,接口也有这种情况。
接口中没有声明异常,而实现的子类覆盖方法时发生了异常,怎么办?
回答:无法进行throws声明,只能catch的捕获。
万一问题处理不了呢?catch中继续throw抛出,但是只能将异常转换成RuntimeException子类抛出。

09 Throwable类方法

a:getMessage()方法
返回该异常的详细信息字符串,即异常提示信息
b:toString()方法
返回该异常的名称与详细信息字符串
c:printStackTrace()方法
在控制台输出该异常的名称与详细信息字符串、异常出现的代码位置

        try {
            Person p= null;
            if (p==null) {
                throw new NullPointerException(“出现空指针异常了,请检查对象是否为null”);
            }
        } catch (NullPointerException e) {
            String message = e.getMesage();
            System.out.println(message ); 
            
            String result = e.toString();
            System.out.println(result); 
            
            e.printStackTrace(); 
        }

10自定义异常

A: 自定义异常的定义
a:通过阅读源码,发现规律:
每个异常中都调用了父类的构造方法,把异常描述信息传递给了父类,让父类帮我们进行异常信息的封装。
b:格式:

    Class 异常名 extends Exception{ //或继承RuntimeException
            public 异常名(){
            }
            public 异常名(String s){ 
                super(s); 
            }
        }   

c:自定义异常继承Exception演示
d:自定义异常继承RuntimeException演示

B:自定义异常的练习
在Person类的有参数构造方法中,进行年龄范围的判断,
若年龄为负数或大于200岁,则抛出NoAgeException异常,异常提示信息“年龄数值非法”。
要求:在测试类中,调用有参数构造方法,完成Person对象创建,并进行异常的处理。

C:关于构造方法抛出异常总结
构造函数到底抛出这个NoAgeException是继承Exception呢?还是继承RuntimeException呢?
a:继承Exception,必须要throws声明,一声明就告知调用者进行捕获,一旦问题处理了调用者的程序会继续执行。
b:继承RuntimeExcpetion,不需要throws声明的,这时调用是不需要编写捕获代码的,因为调用根本就不知道有问题。
一旦发生NoAgeException,调用者程序会停掉,并有jvm将信息显示到屏幕,让调用者看到问题,修正代码。

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