第7章JAVA異常處理

1、第7章 異常處理第7章 異常處理 7.1 異常的基本概念異常的基本概念 7.2 異常類的繼承架構(gòu)異常類的繼承架構(gòu) 7.3 拋出異常拋出異常 7.4 編寫自己的異常類編寫自己的異常類 第7章 異常處理 7.1 異常的基本概念異常的基本概念異常也稱為例外，是在程序運(yùn)行過(guò)程中發(fā)生的、會(huì)打斷程序正常執(zhí)行的事件。下面是幾種常見(jiàn)的異常：(1) 算術(shù)異常(Arithmetic Exception)。(2) 沒(méi)有給對(duì)象開辟內(nèi)存空間時(shí)會(huì)出現(xiàn)空指針異常(Null Pointer Exception)。(3) 找不到文件異常(File Not Found Exception)。所以在程序設(shè)計(jì)時(shí)，必須考慮到可能發(fā)生的

2、異常事件，并做出相應(yīng)的處理，這樣才能保證程序的正常運(yùn)行。第7章 異常處理7.1.1 異常處理的目的異常處理的目的在沒(méi)有異常處理的語(yǔ)言中，必須使用if或switch等語(yǔ)句，配合所設(shè)想得到的錯(cuò)誤狀況來(lái)捕捉程序中所有可能發(fā)生的錯(cuò)誤。但為了捕捉這些錯(cuò)誤，編寫出來(lái)的程序代碼中經(jīng)常有很多if語(yǔ)句，有時(shí)即使這樣也未必能捕捉到所有的錯(cuò)誤，而且這樣做勢(shì)必導(dǎo)致程序運(yùn)行效率的降低。Java的異常處理機(jī)制恰好改進(jìn)了這一點(diǎn)，它具有易于使用，可自行定義異常類，處理拋出異常的同時(shí)不會(huì)降低程序的運(yùn)行速度等優(yōu)點(diǎn)。因而在Java程序設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)充分地利用Java的異常處理機(jī)制，以增進(jìn)程序的穩(wěn)定性，提高效率。第7章 異常處理7.1.

3、2 簡(jiǎn)單的異常范例簡(jiǎn)單的異常范例Java本身已有相當(dāng)好的機(jī)制來(lái)處理異常的發(fā)生。本節(jié)主要介紹Java是如何處理異常的。下例TestException7_1是一個(gè)錯(cuò)誤的程序，它在訪問(wèn)數(shù)組時(shí)，下標(biāo)值已超過(guò)了數(shù)組下標(biāo)所容許的最大值，因此會(huì)有異常發(fā)生?！纠纠?-1】 TestException7_1.java。第7章 異常處理01 public class TestException7_1 02 03 public static void main(String args) 04 05 int arr=new int5; / 允許 5 個(gè)元素 06 arr10=7; / 下標(biāo)值超出所允許的范圍 07

4、System.out.println(end of main() method !); 08 09 第7章 異常處理在編譯時(shí)程序不會(huì)發(fā)生任何錯(cuò)誤，但是在執(zhí)行到第6行時(shí)會(huì)產(chǎn)生下列錯(cuò)誤信息：Exception in thread main java.lang.ArrayIndexOutOfBounds Exception: 10at TestException7_1.main(TestException7_1.java:6)錯(cuò)誤的原因在于數(shù)組的下標(biāo)值超出了最大允許的范圍。Java發(fā)現(xiàn)這個(gè)錯(cuò)誤之后，便由系統(tǒng)拋出“ArrayIndexOutOf BoundsException”這個(gè)種類的異常，用來(lái)表示

5、錯(cuò)誤的原因，并停止運(yùn)行程序。如果沒(méi)有編寫相應(yīng)的處理異常的程序代碼，則Java的默認(rèn)異常處理機(jī)制會(huì)先拋出異常，然后停止程序運(yùn)行。第7章 異常處理7.1.3 發(fā)生異常時(shí)的處理發(fā)生異常時(shí)的處理TestException7_1的異常發(fā)生后，Java便把這個(gè)異常拋了出來(lái)，可是拋出來(lái)之后沒(méi)有程序代碼去捕捉它，所以程序到第6行便結(jié)束，程序根本不會(huì)執(zhí)行到第7行。如果加上捕捉異常的程序代碼，則可針對(duì)不同的異常做妥善的處理。這種處理的方式稱為異常處理。異常處理是由try、catch與finally三個(gè)關(guān)鍵字所組成的程序塊，其語(yǔ)法如下：第7章 異常處理第7章 異常處理上述語(yǔ)法是依據(jù)下列的順序來(lái)處理異常的：(1) t

6、ry程序塊若有異常發(fā)生，則程序的運(yùn)行便中斷，并拋出“異常類所產(chǎn)生的對(duì)象”。(2) 拋出的對(duì)象如果屬于catch括號(hào)內(nèi)欲捕捉的異常類，則catch會(huì)捕捉此異常，然后進(jìn)到catch的塊中繼續(xù)運(yùn)行。(3) 無(wú)論try程序塊是否捕捉到異常，或者捕捉到的異常是否與catch括號(hào)中的異常相同，最后一定都會(huì)運(yùn)行finally塊中的程序代碼。(4) finally的程序代碼塊運(yùn)行結(jié)束后，程序再回到try-catch-finally塊之后繼續(xù)執(zhí)行。第7章 異常處理由上述過(guò)程可知，異常捕捉過(guò)程中做了兩個(gè)判斷：第一個(gè)是try程序塊是否有異常產(chǎn)生，第二個(gè)是產(chǎn)生的異常是否和catch括號(hào)內(nèi)欲捕捉的異常相同。值得一提的是

7、，finally塊是可以省略的。如果省略了finally塊不寫，則在catch塊運(yùn)行結(jié)束后，程序跳到try-catch塊之后繼續(xù)執(zhí)行。根據(jù)這些基本概念與運(yùn)行的步驟，可以繪制出如圖7-1所示的流程圖。異常處理的語(yǔ)法格式中，“異常類”指由程序拋出的對(duì)象所屬的類，例如例7-1中出現(xiàn)的“ArrayIndexOutOfBounds Exception”就屬于異常類的一種。至于有哪些異常類以及它們之間的繼承關(guān)系，本書后面小節(jié)將做更進(jìn)一步的探討。下面的程序代碼加入了try與catch，使得程序本身具有捕捉異常與處理異常的能力。第7章 異常處理圖7-1 異常處理的流程圖第7章 異常處理【例 7-2】 Test

8、Exception7_2.java。 01 public class TestException7_2 02 03 public static void main(String args) 04 05 try / 檢查這個(gè)程序塊的代碼 06 07 int arr=new int5; 08 arr10=7; / 在這里會(huì)出現(xiàn)異常 09 10 catch(ArrayIndexOutOfBoundsException e) 11 第7章 異常處理12 System.out.println(數(shù)組超出綁定范圍！); 13 14 finally / 這個(gè)塊的程序代碼一定會(huì)執(zhí)行 15 16 System.o

9、ut.println(這里一定會(huì)被執(zhí)行！); 17 18 System.out.println(main()方法結(jié)束！); 19 20 第7章 異常處理輸出結(jié)果：數(shù)組超出綁定范圍！這里一定會(huì)被執(zhí)行！main()方法結(jié)束！程序說(shuō)明：(1) 第7行聲明一個(gè)名為arr的整型數(shù)組，并開辟了5個(gè)數(shù)據(jù)空間。(2) 第8行為數(shù)組中的第10個(gè)元素賦值，此時(shí)已經(jīng)超出了該數(shù)組本身的范圍，所以會(huì)出現(xiàn)異常。發(fā)生異常之后，程序語(yǔ)句轉(zhuǎn)到catch語(yǔ)句中去處理，程序通過(guò)finally代碼塊統(tǒng)一結(jié)束。第7章 異常處理(3) 第59行的try塊用來(lái)檢查是否有異常發(fā)生。若有異常發(fā)生, 且拋出的異常屬于ArrayIndexOutO

10、fBoundsException類，則運(yùn)行第1013行的代碼塊。因?yàn)榈?行所拋出的異常正是ArrayIndexOutOfBoundsException類，所以第12行會(huì)輸出“數(shù)組超出綁定范圍！”字符串。由本例可看出，通過(guò)異常機(jī)制，即使程序運(yùn)行時(shí)發(fā)生問(wèn)題，只要能捕捉到異常，程序便能順利地運(yùn)行到最后，且還能適時(shí)地加入對(duì)錯(cuò)誤信息的提示。(4) 第10行如果捕捉到了異常，則在catch括號(hào)內(nèi)的異常類ArrayIndexOutOfBounds Exception之后生成一個(gè)對(duì)象e，利用此對(duì)象可以得到異常的相關(guān)信息。下例說(shuō)明了類對(duì)象e的應(yīng)用。第7章 異常處理【例 7-3】 TestException7_3

11、.java。 01 public class TestException7_3 02 03 public static void main(String args) 04 05 try 06 07 int arr=new int5; 08 arr10=7; 09 10 catch(ArrayIndexOutOfBoundsException e) 11 System.out.println(數(shù)組超出綁定范圍！); 第7章 異常處理12 System.out.println(異常：+e); / 顯示異常對(duì)象 e 的內(nèi)容 13 14 System.out.println(main()方法結(jié)束！);

12、 15 16 輸出結(jié)果： 數(shù)組超出綁定范圍！ 異常：java.lang.ArrayIndexOutOfBoundsException: 10 main()方法結(jié)束！ 第7章 異常處理例7-3省略了finally塊，但程序依然可以運(yùn)行。在第10行中，把catch后括號(hào)內(nèi)的內(nèi)容想象成方法的參數(shù)，而e就是ArrayIndexOutOfBoundsException類的對(duì)象。對(duì)象e接收到由異常類所產(chǎn)生的對(duì)象之后，就進(jìn)到第11行，輸出“數(shù)組超出綁定范圍！”這一字符串，而第12行則輸出異常所屬的種類，也就是java.lang.ArrayIndexOutOfBoundsException。java.lang

13、正是ArrayIndexOutOfBoundsException類所屬的包。7.1.4 異常處理的方法異常處理的方法當(dāng)異常發(fā)生時(shí)，通常可以用兩種方法來(lái)處理：一種是交由Java默認(rèn)的異常處理機(jī)制進(jìn)行處理。采用這種處理方式時(shí)，Java通常只能輸出異常信息，接著便終止程序的運(yùn)行。例如，TestException7_1的異常發(fā)生后，Java默認(rèn)的異常處理機(jī)制會(huì)顯示：第7章 異常處理Exception in thread main java.lang.ArrayIndexOutOfBounds Exception: 10at TestException7_1.main(TestException7_1.

14、java:6)接著結(jié)束TestException7_1的運(yùn)行。另一種處理方式是自行編寫try-catch-finally 塊來(lái)捕捉異常，如TestException7_2與TestException7_3。自行編寫程序代碼來(lái)捕捉異常最大的好處是：可以靈活操控程序的流程，且可做出最適當(dāng)?shù)奶幚?。圖7-2繪出了異常處理機(jī)制的選擇流程。第7章 異常處理圖7-2 異常處理的方法第7章 異常處理7.2 異常類的繼承架構(gòu)異常類的繼承架構(gòu)異?？煞譃閮纱箢悾簀ava.lang.Exception類與java.lang.Error類。這兩個(gè)類均繼承自java.lang.Throwable類。圖7-3為Throwa

15、ble類的繼承關(guān)系圖。從圖中可以看出，Java異常事件分為兩大類：一大類繼承Error類，另一大類繼承Exception類。第7章 異常處理圖7-3 Throwable 類的繼承關(guān)系圖第7章 異常處理習(xí)慣上將Error與Exception類統(tǒng)稱為異常類，但這兩者本質(zhì)上還是有所不同的。Error類專門用來(lái)處理嚴(yán)重影響程序運(yùn)行的錯(cuò)誤，可是通常程序設(shè)計(jì)者不會(huì)設(shè)計(jì)程序代碼去捕捉這種錯(cuò)誤，其原因在于即使捕捉到它，也無(wú)法給予適當(dāng)?shù)奶幚?，如Java虛擬機(jī)出錯(cuò)就屬于一種Error。不同于Error類，Exception類包含了一般性異常，這些異常通常在捕捉到之后便可做妥善的處理，以確保程序繼續(xù)運(yùn)行，如Test

16、 Exception7_2中所捕捉到的ArrayIndexOutOfBounds Exception就屬于這種異常。第7章 異常處理從圖7-3所示的異常類的繼承關(guān)系圖中可以看出：Exception類擴(kuò)展出數(shù)個(gè)子類，其中IOException、Runtime Exception是較常用的兩種。RuntimeException即使不編寫異常處理的程序代碼，依然可以編譯成功，而這種異常必須在程序運(yùn)行時(shí)才有可能發(fā)生。與RuntimeException不同的是，IOException一定要編寫異常處理的程序代碼才行，它通常用來(lái)處理與輸入/輸出相關(guān)的操作，如文件的訪問(wèn)、網(wǎng)絡(luò)的連接等。當(dāng)異常發(fā)生時(shí)，發(fā)生異常

17、的語(yǔ)句代碼會(huì)拋出一個(gè)異常類的實(shí)例化對(duì)象，之后此對(duì)象與catch語(yǔ)句中類的類型進(jìn)行匹配，然后在相應(yīng)的catch中進(jìn)行處理。第7章 異常處理7.3 拋拋 出出 異異 常常前兩節(jié)介紹了try-catch-finally程序塊的編寫方法，本節(jié)將介紹如何拋出(throw)異常，以及如何由try-catch來(lái)接收所拋出的異常。拋出異常有下列兩種方式：(1) 在程序中拋出異常。(2) 指定方法拋出異常。第7章 異常處理7.3.1 在程序中拋出異常在程序中拋出異常在程序中拋出異常時(shí)，一定要用到throw這個(gè)關(guān)鍵字，其語(yǔ)法如下：throw異常類實(shí)例對(duì)象；從上述格式中可以看出，在throw后面拋出的是一個(gè)異常類的

18、實(shí)例對(duì)象。【例【例7-4】 TestException7_4.java。第7章 異常處理01 public class TestException7_4 02 03 public static void main(String args) 04 05 int a=4,b=0; 06 try 07 08 if(b=0) 09 throw new ArithmeticException(一個(gè)算術(shù)異常); / 拋出異常 10 else 第7章 異常處理11 System.out.println(a+/+b+=+ a/b); / 若拋出異常，則執(zhí)行此行 12 13 catch(ArithmeticEx

19、ception e) 14 15 System.out.println(拋出異常為：+e); 16 17 18 輸出結(jié)果： 拋出異常為：java.lang.ArithmeticException: 一個(gè)算術(shù)異常 第7章 異常處理程序說(shuō)明：(1) 該程序是要計(jì)算a/b的值。因b是除數(shù)，故不能為0。若b為0，則系統(tǒng)會(huì)拋出ArithmeticException異常，代表除到0這個(gè)數(shù)。(2) 在try塊中，利用第8行來(lái)判斷除數(shù)b是否為0。如果b=0，則運(yùn)行第9行的throw語(yǔ)句，拋出ArithmeticException異常；如果b不為0，則輸出a/b的值。在此例中強(qiáng)制把b設(shè)為 0，因此try塊的第9

20、行會(huì)拋出異常，并由第13行的catch捕捉到異常。(3) 拋出異常時(shí)，throw關(guān)鍵字所拋出的是異常類的實(shí)例對(duì)象，因此第9行的throw語(yǔ)句必須使用new關(guān)鍵字來(lái)產(chǎn)生對(duì)象。第7章 異常處理7.3.2 指定方法拋出異常指定方法拋出異常如果方法內(nèi)的程序代碼可能會(huì)發(fā)生異常，且方法內(nèi)又沒(méi)有使用任何代碼塊來(lái)捕捉這些異常，則必須在聲明方法時(shí)一并指明所有可能發(fā)生的異常，以便讓調(diào)用此方法的程序得以做好準(zhǔn)備來(lái)捕捉異常。也就是說(shuō)，如果方法會(huì)拋出異常，則可將處理此異常的try-catch-finally塊寫在調(diào)用此方法的程序代碼內(nèi)。如果要由方法拋出異常，則方法必須采用下面的語(yǔ)法來(lái)聲明：方法名稱(參數(shù)) throws

21、 異常類 1，異常類 2，下例指定由方法來(lái)拋出異常，注意此處把main()方法與add()方法編寫在同一個(gè)類內(nèi)。第7章 異常處理【例 7-5】 TestException7_5.java。 01 class Test 02 03 / throws 在指定方法中不處理異常，在調(diào)用此方法的地方處理 04 void add(int a,int b) throws Exception 05 06 int c; 07 c=a/b; 08 System.out.println(a+/+b+=+c); 09 10 11 public class TestException7_5 第7章 異常處理12 13

22、public static void main(String args) 14 15 Test t = new Test() ; 16 t.add(4,0); 17 18 編譯結(jié)果： TestException7_5.java:16: unreported exception java.lang.Exception; must be caught or declared to be thrown t.add(4,0); 1 error 第7章 異常處理程序說(shuō)明：(1) 第110行聲明一個(gè)Test類，此類中有一個(gè)add(int a, int b)方法，但在此方法后用throws關(guān)鍵字拋出一個(gè)Ex

23、ception異常。(2) 第15行實(shí)例化一個(gè)Test對(duì)象t。(3) 在第16行調(diào)用Test類中的add()方法。從上面的編譯結(jié)果可以看出，如果在類的方法中用throws拋出一個(gè)異常，則在調(diào)用它的地方就必須明確地用try-catch來(lái)捕捉。第7章 異常處理 7.4 編寫自己的異常類編寫自己的異常類Java可通過(guò)繼承的方式編寫自己的異常類。因?yàn)樗锌商幚淼漠惓ｎ惥^承自Exception類，所以自定義異常類也必須繼承這個(gè)類。自己編寫異常類的語(yǔ)法格式如下：可以在自定義異常類中編寫方法來(lái)處理相關(guān)的事件，甚至不編寫任何語(yǔ)句也可正常地工作，這是因?yàn)楦割怑xception已提供了相當(dāng)豐富的方法，通過(guò)繼承，子類均可使用它們。class 異常名稱 extends Exception 第7章 異常處理【例 7-6】 Test