Ja15-08第9章異常處理

第9章異常處理1本章主要內(nèi)容自定義異常類的設(shè)計(jì)4異常的定義與分類1try-catch-finally語句2拋出異常的方式329.1異常處理的基本概念異常（exception）：在程序運(yùn)行中由代碼產(chǎn)生的一種錯(cuò)誤。在不支持異常處理的程序設(shè)計(jì)語言中，每一個(gè)運(yùn)行錯(cuò)誤必須由程序員手動(dòng)控制(例如C語言)。Java語言：異常處理機(jī)制，將程序運(yùn)行時(shí)的管理帶到面向?qū)ο蟮氖澜纭?9.1.1錯(cuò)誤與異常按照錯(cuò)誤的性質(zhì)分類：語法錯(cuò)：是由于違反Java的語法規(guī)則而產(chǎn)生的錯(cuò)誤，只要沒有編譯錯(cuò)誤，才可生成字節(jié)碼。語義錯(cuò)（運(yùn)行錯(cuò)）：程序在語法上正確，但在語義上存在錯(cuò)誤，如輸入數(shù)據(jù)格式錯(cuò)、除數(shù)為0錯(cuò)、給變量賦值超出其允許范圍等，這類錯(cuò)誤只能在運(yùn)行時(shí)發(fā)現(xiàn)，有的還需進(jìn)行異常處理。邏輯錯(cuò)：程序編譯通過，也可運(yùn)行，但運(yùn)行結(jié)果與預(yù)期不符。如由于循環(huán)條件不正確而沒有結(jié)果，循環(huán)次數(shù)不對等因素導(dǎo)致的計(jì)算結(jié)果不正確等。

只有憑借經(jīng)驗(yàn)排查。4根據(jù)錯(cuò)誤嚴(yán)重程度的不同將運(yùn)行錯(cuò)分類：錯(cuò)誤：是指程序在執(zhí)行過程中所遇到的硬件或操作系統(tǒng)的錯(cuò)誤，是致命的，需外界干預(yù)。如：內(nèi)存溢出、虛擬機(jī)錯(cuò)等。異常：是指在硬件和操作系統(tǒng)正常時(shí)，程序遇到的運(yùn)行錯(cuò)。如數(shù)組越界、除數(shù)為0、操作數(shù)超出數(shù)據(jù)范圍等、異常不是致命的，但會(huì)導(dǎo)致程序非正常終止，異常處理機(jī)制使程序自身能夠捕獲和處理異常。59.1.2Java異常處理機(jī)制異常（類）：是指程序在運(yùn)行過程中發(fā)生由于算法考慮不周或軟件設(shè)計(jì)錯(cuò)誤等導(dǎo)致的程序異常事件。拋出異常：在一個(gè)程序運(yùn)行過程中，如果發(fā)生了異常事件，則產(chǎn)生一個(gè)代表該異常的對象，并把它提交給運(yùn)行系統(tǒng)的過程稱為拋出(throw)異常。捕獲異常：異常拋出后，運(yùn)行系統(tǒng)從生成異常對象的代碼開始，沿方法的調(diào)用棧逐層回溯查找，直到找到包含相應(yīng)異常處理的方法，并把異常對象提交給該方法為止，這個(gè)過程稱為捕獲(catch)異常。6異常對象可由應(yīng)用程序本身產(chǎn)生，也可能由JVM產(chǎn)生7Method1Method2Method3Read-filecallcallcalltry-catch

捕獲異常拋出異常throwsthrowsthrowsJava異常處理機(jī)制--執(zhí)行流程示意捕獲異?？梢苑胖迷谏鲜鋈魏我粋€(gè)矩形之中。Java異常處理機(jī)制--異常類Java中定義了很多異常類，每個(gè)異常類代表一種運(yùn)行錯(cuò)誤，類中包含了該運(yùn)行錯(cuò)誤的信息和處理錯(cuò)誤的方法等內(nèi)容。每當(dāng)Java程序運(yùn)行過程中產(chǎn)生一個(gè)可識(shí)別的運(yùn)行錯(cuò)誤時(shí)，系統(tǒng)都會(huì)產(chǎn)生一個(gè)相應(yīng)的該異常類的對象。Java采取“拋出-捕獲”的方式，一旦一個(gè)異常對象產(chǎn)生了，系統(tǒng)就可以捕獲這些異常，并且有相應(yīng)的機(jī)制來處理它，確保不會(huì)產(chǎn)生死機(jī)、死循環(huán)或其他損害，從而保證了整個(gè)程序運(yùn)行的安全性。這就是Java的異常處理機(jī)制。89.2異常處理類9

一個(gè)異常是由一個(gè)對象來代表的，所有的異常都直接或間接地繼承自Throwable類。在Java類庫的每個(gè)類包中都定義了異常類，這些異常類分成兩大類：Error類及Exception類，后者是Java程序中需要大量處理的。除了Java類庫所定義的異常類之外，用戶也可以通過繼承已有的異常類來定義自己的異常類，并在程序中使用（利用throw產(chǎn)生，throws聲明拋出，catch捕捉并處理）。10在“異?！鳖悓哟紊系淖钌蠈佑幸粋€(gè)單獨(dú)的類叫做Throwable，它是java.lang包中的一個(gè)類。java.lang.Error：由Java虛擬機(jī)生成并拋出，包括動(dòng)態(tài)鏈接失敗、虛擬機(jī)錯(cuò)誤等，Java程序不做處理，必須交由操作系統(tǒng)處理。java.lang.Exception：供應(yīng)用程序使用的，它是用戶程序能夠捕捉到的異常情況。Java編譯器要求Java程序必須捕獲或聲明所有的非運(yùn)行時(shí)異常。RuntimeException：Java虛擬機(jī)在運(yùn)行時(shí)生成的異常，如被0除等系統(tǒng)錯(cuò)誤、數(shù)組下標(biāo)超范圍等，其產(chǎn)生比較頻繁，處理麻煩，對程序可讀性和運(yùn)行效率影響太大。由系統(tǒng)檢測,用戶可不做處理，系統(tǒng)將它們交給缺省的異常處理程序（當(dāng)然，必要時(shí)，用戶可對其處理）。1111異常類的層次結(jié)構(gòu)(參看圖9.1)ThrowableErrorExceptionRuntimeException缺省的異常處理程序由用戶捕獲或聲明并處理不做處理用戶自己產(chǎn)生的異常處理12一些常用的異常類Error(allinjava.lang)LinkageErrorThreadDeathVirtualMachineErrorInternalErrorOutOfMemoryErrorStackOverflowErrorUnknownErrorAWTError(injava.awt)…13Exception(injava.lang)ClassNotFoundExceptionCloneNotSupportedExceptionInterruptedException…RuntimeExceptionArithmeticExceptionClassCastExceptionInllegalArgumentExceptionInllegalThreadStateExceptionNumberFormatExceptionExceptionIOException(injava.io)CharConversionExceptionEOFExceptionFileNotFoundExceptionInterruptedIOException……14RuntimeExceptionInllegalMonitorStateExceptionInllegalStateExceptionIndexOutOfBoundsExceptionArrayIndexOutObBoundsExceptionStringIndexOutObBoundsExceptionNegativeArraySizeExceptionNullPointerExceptionSecurityException…EmptyStackException(injava.util)MissingResourceException(injava.util)NoSuchElementException(injava.util)…Exception構(gòu)造方法：publicException（）；publicException（Strings）;Exception常用方法：publicStringtoString()：該方法返回描述當(dāng)前Exception類信息的字符串。publicvoidprintStackTrace()：該方法沒有返回值，它的功能是完成一個(gè)輸出操作，在當(dāng)前的標(biāo)準(zhǔn)輸出設(shè)備（一般是屏幕顯示器）上輸出當(dāng)前異常對象的堆棧使用軌跡，即程序先后調(diào)用并執(zhí)行了哪些對象或類的哪些方法，使得運(yùn)行過程中產(chǎn)生了這個(gè)異常對象。通常是對該異常所對應(yīng)的錯(cuò)誤描述。15Exception類常用方法程序?qū)﹀e(cuò)誤與異常的處理方式有三種：一是程序不能處理的錯(cuò)誤，交操作系統(tǒng)處理；二是程序應(yīng)避免而可以不去捕獲的運(yùn)行時(shí)異常（RuntimeException）；三是必須捕獲（使用try-catch-final）的非運(yùn)行時(shí)異常。169.3處理異常異常類異常處理是通過try、catch、finally、throw、throws五個(gè)關(guān)鍵字來實(shí)現(xiàn)的。使用try-catch-finally語句捕獲和處理異常捕獲異常的意義：能讓程序來接收和處理異常對象，從而不影響其他語句的執(zhí)行。17使用try-catch-finally語句捕獲和處理異常捕獲異常：當(dāng)一個(gè)異常被拋出時(shí)，有專門的語句來接收這個(gè)被拋出的異常對象。當(dāng)一個(gè)異常類的對象被捕獲或接收后，用戶程序就會(huì)發(fā)生流程跳轉(zhuǎn)，系統(tǒng)終止當(dāng)前的流轉(zhuǎn)而跳轉(zhuǎn)到專門的異常處理語句塊，或直接跳出當(dāng)前程序和JVM回到操作系統(tǒng)。18try-catch-finally語句語法格式：try

{

要檢查的語句序列

；//可能產(chǎn)生異常的語句}catch(異常類名形參對象名){

異常發(fā)生時(shí)的處理語句；//捕獲到某種異常對象時(shí)//進(jìn)行處理的代碼}finally{

異常發(fā)生時(shí)一定會(huì)運(yùn)行的語句}19try-catch-finally語句捕獲和處理異常的順序：try塊中代碼拋出異常，若發(fā)生異常，則程序的運(yùn)行便中斷，并拋出由“異常類”所產(chǎn)生的“對象”。同時(shí)，該代碼塊也指定了它后面的catch語句所捕獲的異常的范圍，每個(gè)catch塊都應(yīng)該與一個(gè)try語句塊相對應(yīng)，這個(gè)try語句塊用來啟動(dòng)Java的異常處理機(jī)制。catch用來指定需要捕獲的異常類型，捕獲到異常，然后流程自動(dòng)跳過產(chǎn)生異常的語句后面的所有尚未執(zhí)行的語句，系統(tǒng)就直接跳到catch語句中，查看是否有匹配的異常類，若有就執(zhí)行相應(yīng)語句。20try-catch-finally語句捕獲和處理異常的順序：無論try程序塊是否捕獲到異常，或者捕獲到的異常是否與catch后面括號(hào)里的異常相同，最后一定會(huì)運(yùn)行finally塊里的程序代碼；finally塊的代碼運(yùn)行結(jié)束后，程序再轉(zhuǎn)到try-catch-finally塊之后的語句繼續(xù)運(yùn)行。（

finally塊）若try塊中所有的語句都沒有引發(fā)異常，則所有的catch塊都會(huì)被忽略而不執(zhí)行。（

catch塊一定會(huì)被執(zhí)行嗎？）2122importjava.util.Scanner;publicclassDivide1{

publicstaticintdivide(inta1,inta2){

returna1/a2;//a2可能為0

}publicstaticvoidmain(Stringargs[]){Scannerscanner=newScanner(System.in);System.out.print("Pleaseenteranintegernumerator:");intone=scanner.nextInt();System.out.print("Pleaseenteranintegerdenominator:");inttwo=scanner.nextInt();intresult=divide(one,two);System.out.printf("\nResult:%d/%d=%d\n",one,two,result);}}//這個(gè)例子會(huì)產(chǎn)生錯(cuò)誤，但是沒有處理機(jī)制，所以運(yùn)行不穩(wěn)定。一個(gè)例子23importjava.util.*;publicclassDivideOk{publicstaticintdivide(inta1,inta2)throwsArithmeticException{

returna1/a2;

}publicstaticvoidmain(Stringargs[]){Scannerscanner=newScanner(System.in);booleancontinueLoop=true;

do{try{}catch(InputMismatchExceptioninputMismatchException){}catch(ArithmeticExceptionarithmeticException){}}while(continueLoop);}}//增加捕獲異常語句，能夠處理除數(shù)為零（a2為0）的程序增加異常捕獲語句24do{try{System.out.print(“請輸入被除數(shù):");intone=scanner.nextInt();System.out.print(“請輸入除數(shù):");inttwo=scanner.nextInt();intresult=divide(one,two);System.out.printf("\nResult:%d/%d=%d\n",one,two,result);continueLoop=false;//inputsuccessful;endlooping}catch(InputMismatchExceptioninputMismatchException){System.err.printf("\nException:%s\n",inputMismatchException);scanner.nextLine();//discardinputsousercantryagainSystem.out.println(“必須輸入整數(shù)，請重新輸入：.\n");}catch(ArithmeticExceptionarithmeticException){System.err.printf("\nException:%s\n",arithmeticException);System.out.println(“除數(shù)為0，請重新輸入.\n");}}while(continueLoop);處理多個(gè)異常（多個(gè)catch塊）多異常處理通過一個(gè)try塊后面定義若干catch塊來實(shí)現(xiàn)的，每個(gè)catch塊用來接收和處理一種特定的異常對象。若try塊產(chǎn)生的異常對象被第一個(gè)catch塊所接收，則程序的流程將直接跳轉(zhuǎn)到這個(gè)catch語句塊中，try塊中尚未執(zhí)行的語句和其他的catch塊將被忽略。若try塊產(chǎn)生的異常對象與第一個(gè)catch塊不匹配，系統(tǒng)將自動(dòng)轉(zhuǎn)到第二個(gè)catch塊進(jìn)行匹配，依次類推，直到找到一個(gè)可以接收該異常對象的catch塊，即完成流程的跳轉(zhuǎn)。2526異?？偸怯删嚯x產(chǎn)生異常最近的匹配catch代碼段處理如果沒有相應(yīng)的異常處理，則異常被交給上一層try代碼段進(jìn)行處理異常處理的查找依據(jù)類型匹配原則順序進(jìn)行第一個(gè)匹配的異常處理被執(zhí)行，當(dāng)異常處理執(zhí)行完畢，程序接著最后一個(gè)catch代碼段后的語句執(zhí)行異常處理的順序影響到異常的處理子類異常可被父類異常處理捕獲不要先捕獲父類異常，再捕獲子類異常如果找不到相應(yīng)的異常處理非GUI程序?qū)⒔Y(jié)束程序執(zhí)行；Applet或GUI程序則回復(fù)到事件處理狀態(tài)catch(Exceptione)

捕獲所有Exceptioncatch(Throwablet)

捕獲Exception和Errorcatch語句塊(1)27盡量避免用一般類型作為catch中指定要捕獲的類型。一般應(yīng)該按照try代碼塊中異?？赡墚a(chǎn)生的順序及其真正類型進(jìn)行捕獲和處理，在異常處理中無法訪問try代碼段中聲明的變量因?yàn)榇藭r(shí)try代碼段已經(jīng)退出了，異常處理所需要的任何信息一般都應(yīng)該通過異常對象來傳遞在使用方法時(shí)盡量直接處理該方法可能產(chǎn)生的異常這樣你的程序就會(huì)更健壯在使用庫方法之前，應(yīng)該先仔細(xì)閱讀說明文檔那里會(huì)介紹方法可能產(chǎn)生的異常以及異常產(chǎn)生的條件在使用各種異常類之前也應(yīng)該先仔細(xì)閱讀說明文檔那里會(huì)介紹異常的具體含義及異常產(chǎn)生的條件catch語句塊(2)28在catch代碼段中產(chǎn)生的異常不是由相同try的后續(xù)catch代碼段處理，而是由包含整個(gè)try-catch結(jié)構(gòu)的上層try代碼段檢測并處理可以把catch到的異常對象再次拋出，使上層try-catch結(jié)構(gòu)繼續(xù)處理該異常事件；也可以把異常對象轉(zhuǎn)換為其它異常對象…catch(Exceptione){

throwe;

}try-catch機(jī)制不該被用于流程控制，異常情形應(yīng)該是很稀少的，而不是經(jīng)常性的在catch代碼段中的return語句用于退出方法，而不是返回到異常拋出點(diǎn)（throwpoint）catch語句塊(3)29publicclassExceptionDemo{publicstaticvoidmain(Stringargs[]){try{FileInputStreamfis=newFileInputStream("test1.txt");intb;while((b=fis.read())!=-1){ System.out.print(b);}fis.close();

}catch(FileNotFoundExceptione){

…

}catch(IOExceptione){

…

}}}}catch(IOExceptione){

…}catch(FileNotFoundExceptione){

…//永遠(yuǎn)不會(huì)被執(zhí)行}9.4.1

拋出異常(throw語句)30

聲明異常首先必須生成異常。前面所提到的異?；蛘呤怯蒍ava虛擬機(jī)生成，或者是由Java類庫中的某些類生成。事實(shí)上，我們在程序中也可以生成自己的異常對象，也即是異?？梢圆皇浅鲥e(cuò)產(chǎn)生，而是人為地拋出。不論那種方式，生成異常對象都是通過throw語句實(shí)現(xiàn)：

throw

newThrowableObject();

ArithmeticExceptione=newArithmeticException();

throwe;

注意：拋出的異常必須是Throwable或其子類的實(shí)例。31拋出異常使用throw語句拋出的異常對象的語法格式為：在一個(gè)方法內(nèi)使用throw拋出異常對象，若該方法內(nèi)部沒有用try-catch對這個(gè)拋出的異常進(jìn)行處理，則此方法應(yīng)聲明拋出異常，由其調(diào)用著處理。異常拋出點(diǎn)后的代碼在拋出異常后不再執(zhí)行，也可以說異常的拋出終止了代碼段的執(zhí)行。任何從Throwable派生的類都可以用throw語句拋出，拋出異常用來表明程序遇到的錯(cuò)誤無法正常執(zhí)行而需要異常處理throw由異常類所產(chǎn)生的對象；32classJavaThrow{ publicstaticvoidmain(Stringargs[]) {}}try{thrownewArithmeticException();}catch(ArithmeticExceptionae){System.out.println(ae);}try{thrownewArrayIndexOutOfBoundsException();}catch(ArrayIndexOutOfBoundsExceptionai){System.out.println(ai);}try{thrownewStringIndexOutOfBoundsException();}catch(StringIndexOutOfBoundsExceptionsi){System.out.println(si);}33importjava.util.Scanner;publicclassDance1{publicstaticvoidmain(String[]args){Scannerkeyboard=newScanner(System.in);System.out.println("Enternumberofmaledancers:");intmen=keyboard.nextInt();System.out.println("Enternumberoffemaledancers:");intwomen=keyboard.nextInt();if(men==0&&women==0){System.out.println("沒有一個(gè)學(xué)員.");System.exit(0);}elseif(men==0){System.out.println("沒有男學(xué)員.");System.exit(0);}elseif(women==0){System.out.println("沒有女學(xué)員.");System.exit(0);}

System.out.println("有學(xué)員，可以開課.");}}沒有使用異常的例子34importjava.util.Scanner;publicclassDance2{publicstaticvoidmain(String[]args){Scannerkeyboard=newScanner(System.in);System.out.println("Enternumberofmaledancers:");intmen=keyboard.nextInt();System.out.println("Enternumberoffemaledancers:");intwomen=keyboard.nextInt();try{if(men==0&&women==0)thrownewException("沒有一個(gè)學(xué)員.");elseif(men==0)thrownewException("沒有男學(xué)員.");elseif(women==0)thrownewException("沒有女學(xué)員.");}catch(Exceptione){System.out.println(e.getMessage());System.exit(0);}System.out.println("有學(xué)員，可以開課.");}}改造成使用異常的例子359.4.2聲明異常(throws語句)

如果在一個(gè)方法中生成了異常，但是該方法并不處理它產(chǎn)生的異常，而是沿著調(diào)用層次向上傳遞，交由調(diào)用它的方法來處理這些異常，這就是聲明異常。通常的情況是在該方法中并不確切知道改如何對這些異常進(jìn)行處理，比如FileNotFoundException類異常，它由FileInputStream的構(gòu)造方法產(chǎn)生，但在其構(gòu)造方法中并不清楚如何處理它，是終止程序的執(zhí)行還是新生成一個(gè)文件，這需要由調(diào)用它的方法來處理。36

聲明異常的方法

聲明異常的方法是在產(chǎn)生異常的方法名后面加上要拋出(throws)的異常的列表：retTypemethodName([paramlist])throwsexceptionList例如類FileInputStream中的read()方法是這樣定義的：publicintread()throwsIOException{…}throws子句中可以同時(shí)指明多個(gè)異常，說明該方法將不對這些異常進(jìn)行處理，而是聲明拋棄它們。需要強(qiáng)調(diào)的是：對于非運(yùn)行時(shí)異常，程序中必須要作處理，或者捕獲，或者聲明拋棄；而對于運(yùn)行時(shí)異常，程序中則可不處理。[修飾符]返回值類型

方法名([參數(shù)列表])

throws

異常類列表沒有處理異常時(shí)，throws語句可以保證編譯通過如果在一個(gè)程序中的異常沒有用try-catch語句捕獲異常和處理異常的代碼，則可以在程序代碼所在的方法聲明的后面用throws關(guān)鍵字聲明該方法要拋出異常，將該異常拋出到該方法的調(diào)用方法中，一直可追溯到main()方法，JVM肯定要處理的，這樣編譯就可以通過了。在方法聲明中添加throws子句表示方法將拋出異常。教材

例9.537由方法拋出異常交系統(tǒng)處理由一對于程序需要處理的異常，一般編寫try-catch-finally語句捕獲并處理，而對于程序中無法處理必須交由系統(tǒng)處理的異常，由于系統(tǒng)直接調(diào)用的是主方法main()，所以可以在主方法中使用throws子句聲明拋出異常交由系統(tǒng)處理，編譯能通過，運(yùn)行也沒問題。教材

例9.63839publicmethod1(){intx;try{x=System.in.read();compute(x);}catch(IOExceptionioe){System.out.println(“readerror”);}catch(ArithmeticExceptione){System.out.println(“devidedby0”);}}publicintcompute(intx)throwsArithmeticException{intz=100/x;returnz;}method1compute異常異常拋出處理調(diào)用40捕獲異常-finally語句finally語句捕獲異常的最后一步是通過finally語句為異常處理提供一個(gè)統(tǒng)一的出口，使得在控制流程轉(zhuǎn)到程序的其他部分以前，能夠?qū)Τ绦虻臓顟B(tài)作統(tǒng)一的管理。

無論try所指定的程序塊中是否拋出異常，也無論catch語句的異常類型是否與所拋棄的異常的類型一致，finally所指定的代碼都要被執(zhí)行，它提供了統(tǒng)一的出口。（finally語句與switch中的default語句是不同的！）通常在finally語句中可以進(jìn)行資源的清除工作，如關(guān)閉打開的文件、刪除臨時(shí)文件等。41try{

in=newFileInputStream(“file1.txt”);

對文件進(jìn)行處理的程序;}catch(IOExceptione){//對文件異常進(jìn)行處理;}finally{//不論是否發(fā)生異常，都關(guān)閉文件;}finally在文件處理時(shí)非常有用

異常的覆蓋

finally代碼段中應(yīng)該把可能產(chǎn)生異常的語句用try-catch保護(hù)起來if(in!=null){try{in.close();}catch(IOExceptione){…}}//使用try-catch結(jié)構(gòu)，防止finally代碼段拋出異常9.5自定義異常類系統(tǒng)定義的異常類主要用來處理系統(tǒng)可以預(yù)見且較常見的運(yùn)行錯(cuò)誤。創(chuàng)建用戶自定義異常時(shí)，一般需完成如下工作：用戶自定義的