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）：在程序運行中由代碼產(chǎn)生的一種錯誤。在不支持異常處理的程序設(shè)計語言中，每一個運行錯誤必須由程序員手動控制(例如C語言)。Java語言：異常處理機制，將程序運行時的管理帶到面向?qū)ο蟮氖澜纭?9.1.1錯誤與異常按照錯誤的性質(zhì)分類：語法錯：是由于違反Java的語法規(guī)則而產(chǎn)生的錯誤，只要沒有編譯錯誤，才可生成字節(jié)碼。語義錯（運行錯）：程序在語法上正確，但在語義上存在錯誤，如輸入數(shù)據(jù)格式錯、除數(shù)為0錯、給變量賦值超出其允許范圍等，這類錯誤只能在運行時發(fā)現(xiàn)，有的還需進(jìn)行異常處理。邏輯錯：程序編譯通過，也可運行，但運行結(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)致的計算結(jié)果不正確等。

只有憑借經(jīng)驗排查。4根據(jù)錯誤嚴(yán)重程度的不同將運行錯分類：錯誤：是指程序在執(zhí)行過程中所遇到的硬件或操作系統(tǒng)的錯誤，是致命的，需外界干預(yù)。如：內(nèi)存溢出、虛擬機錯等。異常：是指在硬件和操作系統(tǒng)正常時，程序遇到的運行錯。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，但會導(dǎo)致程序非正常終止，異常處理機制使程序自身能夠捕獲和處理異常。59.1.2Java異常處理機制異常（類）：是指程序在運行過程中發(fā)生由于算法考慮不周或軟件設(shè)計錯誤等導(dǎo)致的程序異常事件。拋出異常：在一個程序運行過程中，如果發(fā)生了異常事件，則產(chǎn)生一個代表該異常的對象，并把它提交給運行系統(tǒng)的過程稱為拋出(throw)異常。捕獲異常：異常拋出后，運行系統(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異常處理機制--執(zhí)行流程示意捕獲異?？梢苑胖迷谏鲜鋈魏我粋€矩形之中。Java異常處理機制--異常類Java中定義了很多異常類，每個異常類代表一種運行錯誤，類中包含了該運行錯誤的信息和處理錯誤的方法等內(nèi)容。每當(dāng)Java程序運行過程中產(chǎn)生一個可識別的運行錯誤時，系統(tǒng)都會產(chǎn)生一個相應(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)的機制來處理它，確保不會產(chǎn)生死機、死循環(huán)或其他損害，從而保證了整個程序運行的安全性。這就是Java的異常處理機制。89.2異常處理類9

一個異常是由一個對象來代表的，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“異常”類層次上的最上層有一個單獨的類叫做Throwable，它是java.lang包中的一個類。java.lang.Error：由Java虛擬機生成并拋出，包括動態(tài)鏈接失敗、虛擬機錯誤等，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行時異常。RuntimeException：Java虛擬機在運行時生成的異常，如被0除等系統(tǒng)錯誤、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，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，使得運行過程中產(chǎn)生了這個異常對象。通常是對該異常所對應(yīng)的錯誤描述。15Exception類常用方法程序?qū)﹀e誤與異常的處理方式有三種：一是程序不能處理的錯誤，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行時異常（RuntimeException）；三是必須捕獲（使用try-catch-final）的非運行時異常。169.3處理異常異常類異常處理是通過try、catch、finally、throw、throws五個關(guān)鍵字來實現(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)一個異常被拋出時，有專門的語句來接收這個被拋出的異常對象。當(dāng)一個異常類的對象被捕獲或接收后，用戶程序就會發(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)生時的處理語句；//捕獲到某種異常對象時//進(jìn)行處理的代碼}finally{

異常發(fā)生時一定會運行的語句}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，則程序的運行便中斷，并拋出由“異常類”所產(chǎn)生的“對象”。同時，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catch塊都應(yīng)該與一個try語句塊相對應(yīng)，這個try語句塊用來啟動Java的異常處理機制。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后面括號里的異常相同，最后一定會運行finally塊里的程序代碼；finally塊的代碼運行結(jié)束后，程序再轉(zhuǎn)到try-catch-finally塊之后的語句繼續(xù)運行。（

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

catch塊一定會被執(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);}}//這個例子會產(chǎn)生錯誤，但是沒有處理機制，所以運行不穩(wěn)定。一個例子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);處理多個異常（多個catch塊）多異常處理通過一個try塊后面定義若干catch塊來實現(xiàn)的，每個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catch塊所接收，則程序的流程將直接跳轉(zhuǎn)到這個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catch塊不匹配，系統(tǒng)將自動轉(zhuǎn)到第二個catch塊進(jìn)行匹配，依次類推，直到找到一個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?？杀桓割惍惓Ｌ幚聿东@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為此時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（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虛擬機生成，或者是由Java類庫中的某些類生成。事實上，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語句實現(xiàn)：

throw

newThrowableObject();

ArithmeticExceptione=newArithmeticException();

throwe;

注意：拋出的異常必須是Throwable或其子類的實例。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子句中可以同時指明多個異常，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。需要強調(diào)的是：對于非運行時異常，程序中必須要作處理，或者捕獲，或者聲明拋棄；而對于運行時異常，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，throws語句可以保證編譯通過如果在一個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)見且較常見的運行錯誤。創(chuàng)建用戶自定義異常時，一般需完成如下工作：用戶自定義的