n 異常的概念

程序運行時，發生的不被期望的事件，它阻止了程序按照程序員的預期正常執行，這就是異常。異常發生時，是任程序自生自滅，立刻退出終止，還是輸出錯誤給用戶?

比如除法運算、讀寫文件操作，都可能發生異常。(當除數為0時;文件路徑不存在時)。該如何處理?

C語言的風格：用函數返回值作為執行狀態。比如返回一個為0的值表示文件不存在這個狀態。缺點是代碼比較散亂。

而Java語言提供了一種優秀的解決辦法：異常處理機制。java將處理異常的代碼放到一個統一的 try-catch-finally結構中去處理，且代碼易讀。請看下面的例子

Ø 示例一

數學運算之除0異常

import java.util.Scanner;

public class AllDemo {

public static void main(String[] args) {

System.out.println("----歡迎使用命令行除法計算器----");

Scanner scan = new Scanner(System.in);

int num1 = scan.nextInt();

int num2 = scan.nextInt();

int result = a(num1,num2);

System.out.println("result:" + result);

scan.close();

}

private static int a(int num1, int num2) {

return b(num1,num2);

}

private static int b(int num1, int num2) {

return devide(num1,num2);

}

public static int devide(int num1, int num2) {

return num1 / num2;

}

}

執行時輸入7和0，會看到控制臺結果

----歡迎使用命令行除法計算器----

7

0

Exception in thread "main" java.lang.ArithmeticException: / by zero

at AllDemo.devide(AllDemo.java:24)

at AllDemo.b(AllDemo.java:20)

at AllDemo.a(AllDemo.java:16)

at AllDemo.main(AllDemo.java:9)

分析：當devide函數發生除0異常時，devide函數將拋出ArithmeticException異常，于是調用它的函數b也發生了異常，于是調用b的函數a也發生異常，于是調用a的函數main也發生了異常，這樣一直向調用棧的棧底回溯，這叫做異常的冒泡。這個例子沒有使用異常處理機制，異常最終由main函數拋給java虛擬機，導致程序終止。

Ø 示例二

讀寫文件異常

import java.io.FileInputStream;

import java.io.IOException;

class ReadFile {

public static void testException() throws IOException

{

//FileInputStream的構造函數會拋出FileNotFoundException

FileInputStream fileIn = new FileInputStream("E:\\a.txt");

int word;

while((word = fileIn.read())!=-1) //read方法會拋出IOException

{

System.out.print((char)word);

}

fileIn.close(); //close方法會拋出IOException

}

public static void main(String arg[]) throws IOException{

ReadFile.testException();

}

}

說明：

1、如果E盤下沒有文件a.txt，發生FileNotFoundException。

2、如果a.txt存在，但是被其它進程鎖住，有可能發生IOException

3、鑒于1、2，此處為了編譯正確，所以只得在testException()加上“throws IOException”，調用它的main()也得加上“throws IOException”。(注：FileNotFoundException是的IOException的子類)

n java異常處理的try-catch-finally結構

我們可以使用異常處理結構改進上面讀文件的例子

import java.io.FileInputStream;

import java.io.FileNotFoundException;

import java.io.IOException;

class ReadFile {

public static void testException() {

FileInputStream fileIn = null;

try {

// FileInputStream的構造函數會拋出FileNotFoundException

fileIn = new FileInputStream("E:\\a.txt");

} catch (FileNotFoundException e) {

e.printStackTrace();

System.out.println(e.getMessage());

}

int word;

try {

while ((word = fileIn.read()) != -1) // read方法可拋出IOException

{

System.out.print((char) word);

}

fileIn.close(); // close方法可拋出IOException

} catch (IOException e) {

e.printStackTrace();

} finally {

System.out.println("finally塊無論如何都要執行");

}

}

public static void main(String arg[]) {

ReadFile.testException();

}

}

說明

1、如果E盤下沒有文件a.txt，發生FileNotFoundException。進入catch結構，打印出一些信息。

2、程序仍然往下能繼續運行，在fileIn.read()時發生異常NullPointerException，這是因為第1步進了catch塊，這樣fileIn變量仍是最初的null值，一旦調函數便發生NullPointerException。

3、問：我們針對NullPointerException為什么不需要寫try-catch-finally結構?具體原因請閱讀后面的RuntimeException內容

4、這個例子中故意為了演示出NullPointerException，而把try-catch塊寫成了兩個，實際上可以合并。

n try-catch-finally結構說明

1、一個try可以對應多個catch塊。

2、如果發生異常，異常被拋給第一個catch 塊,如果異常的類型與 catch匹配，它在這里就會被捕獲。如果不匹配，它會被傳遞給第二個 catch 塊。如此，直到異常被捕獲或者通過所有的 catch 塊。

3、finally塊始終會被執行。

4、如果try或catch塊中存在return語句，那么catch、finally塊中的語句也會被執行完了后，才真正return。除非遇到下面的幾種情況(1)System.exit(n)可導致立即終止(2)finally塊中發生異常(3)程序所在線程死亡(4)關閉CPU。

練習

class Snippet {

public static String t() {

String s = "1";

try {

s = "2";

return s;

//throw new Exception("some");

} catch (Exception e) {

s = "3";

System.out.println("in catch block");

return s;

}finally {

s = "4";

System.out.println("in finally block");

return s;

}

}

public static void main(String[] args) {

String s= t();

System.out.println(s);

}

}

//無論如何，都要進到finally塊執行,如果finally{}里有return 那么返回的肯定是finally里的

Java異常類圖

從上面的示例代碼可以看出，java把異常也看成是對象。進而設計了下面所示的異常方面的類結構體系。最上層類叫做Throwable。可以把這些分成兩大種類

Ø 非檢查異常(unckecked exception)：Error 和 RuntimeException 以及他們的子類。javac在編譯時，不會提示和發現這樣的異常，不要求程序員必須處理這些異常。在運行階段，倘若發生Error則虛擬機幾乎崩潰，倘若發生RuntimeException若程序員沒處理它則一直回溯向上拋給java虛擬機處理。當然，如果程序員愿意的話，也可以編寫代碼處理(使用try…catch…finally)這樣的異常(但是通常情況下不會這樣做。需要這樣做的情況是比如搞數學運算的這個專業領域要處理ArithmeticException)。對于這些異常，我們應該修正代碼，而不是去通過異常處理器處理。這種異常發生的原因多半是代碼寫的有問題。如除0錯誤ArithmeticException，錯誤的強制類型轉換錯誤ClassCastException，數組索引越界ArrayIndexOutOfBoundsException，使用了空對象NullPointerException等等。

Ø 檢查異常(checked exception)：除了Error 和 RuntimeException的其它異常。javac強制要求程序員為這樣的異常做預備處理工作(使用try…catch…finally或者throws)。在方法中要么用try-catch語句捕獲它并處理，要么用throws子句聲明拋出它，否則編譯不會通過。這樣的異常一般是由程序的運行環境導致的。因為程序可能被運行在各種未知的環境下，而程序員無法干預用戶如何使用他編寫的程序，于是程序員就應該為這樣的異常時刻準備著。如SQLException , IOException,ClassNotFoundException 等。

n 常見異常類型說明

異常類型說明

Exception 異常層次結構的父類

ArithmeticException算術錯誤情形，如以零作除數

ArrayIndexOutOfBoundsException數組下標越界

NullPointerException嘗試訪問 null 對象成員

ClassNotFoundException不能加載所需的類

IllegalArgumentException方法接收到非法參數

ClassCastException對象強制類型轉換出錯

NumberFormatException數字格式轉換異常，如把"abc"轉換成數字

n throws關鍵字

聲明本方法不處理異常，讓調用者處理。

在函數簽名中使用throws 聲明交給函數調用者caller去解決。

import java.util.Scanner;

public class HelloWorld {

public static void main(String[] args) {

try {

divide();//調用的此方法拋出了異常

}

catch (Exception e) {

System.out.println("錯誤:被除數和除數必須是整數，且除數不能為零。");

e.printStackTrace();

e.getMessage();//暫時打印不出任何內容

}

finally{

System.out.println("感謝使用本程序");

}

}

public static void divide() throws Exception{//聲明異常

Scanner scanner = new Scanner(System.in);

System.out.println("請輸入被除數");

int num1 = scanner.nextInt();//有可能異常InputMismatchException

System.out.println("請輸入除數");

int num2 = scanner.nextInt();//有可能異常InputMismatchException

System.out.println(num1 / num2);//有可能異常除數等于0：ArithmeticException

}

}

n throw關鍵字

主動拋出異常

如果對于具體的一些處理邏輯，程序員也可以主動的拋出異常讓 外層處理。(此異常可能是程序員自己定義的)。

class Person {

private String name;

private String sex = "男";

public void setSex(String sex) throws Exception{

if("男".equals(sex) || "女".equals(sex)){

this.sex = sex;

}

else{

//主動拋出異常。也可做成自定義異常并拋出

throw new Exception("性別輸入錯誤,必須是男或女");

}

}

public void print() {

System.out.println(this.name + this.sex);

}

}

class Test {

public static void main(String[] args) {

Person p = new Person();

try {

p.setSex("male");

p.print();

} catch (Exception e) {

e.printStackTrace();

}

}

}

n 異常類的兩個打印異常信息的好辦法

一般，我們需要打印出異常的相關信息。在Exception類中，定義了下面兩個方法，

e.printStackTrace();//打印調用堆棧信息 并把e.getMessage()的信息也打出來了

e.getMessage();//打印異常的相關信息

與IOException類相似，我們自己定義的異常類往往也是Exception的子類，我們可以(1)覆蓋e.getMessage()方法; 也可以(2)構造的時候傳入具體的字符串信息，因為e.getMessage()就是獲取這個信息

示例

public class Test {

public static void main(String[] args) {

try {

Exception e = new Exception("哈哈，我是異常");

throw e;

} catch (Exception e) {

e.printStackTrace();

System.out.println("message="+ e.getMessage());

}

}

}

n 建議

(1)多重catch塊：Catch塊的排列順序必須是從子類到父類。最后一個一般是Exception。

(2)不要在fianlly中使用return。

不要在finally中拋出異常。

減輕finally的任務，不要在finally中做一些其它的事情，finally塊僅僅用來釋放資源是最合適的。

將盡量將所有的return寫在函數的最后面，而不是try … catch … finally中。

n 練習

import java.util.InputMismatchException;

import java.util.Scanner;

public class HelloWorld {

public static void main(String[] args) {

Scanner scanner = new Scanner(System.in);

int num1=1 , num2=1;

try {

System.out.println("請輸入被除數");

num1 = scanner.nextInt();//有可能異常InputMismatchException

System.out.println("請輸入除數");

num2 = scanner.nextInt();//有可能異常InputMismatchException

System.out.println(String.format("%d / %d = %d", num1, num2, num1 / num2));//有可能異常除數等于0：ArithmeticException

}

catch(InputMismatchException e)

{

System.err.println("被除數和除數必須是整數");

return;

}

catch(ArithmeticException e)

{

System.err.println("除數不能為零");

//return;

System.exit(0);//這個是立即終止

}

catch (Exception e) {

System.out.println("錯誤:被除數和除數必須是整數，且除數不能為零。");

e.printStackTrace();

e.getMessage();//暫時打印不出任何內容

}

finally{

System.out.println("感謝使用本程序");

}

}

}