Java程序設(shè)計PPT課件版 第六章 異常處理

第六章異常處理本章主要內(nèi)容異常概述異常處理機(jī)制Checked異常和Runtime異常使用throw拋出異常Java的異常跟蹤棧異常處理規(guī)則程序中的錯誤可分為三類：編譯錯誤、邏輯錯誤和運(yùn)行時錯誤。

編譯錯誤是由于沒有遵循Java語言的語法規(guī)則而產(chǎn)生的，這種錯誤要在編譯階段排除，否則程序不可能運(yùn)行。

邏輯錯誤是指程序編譯正常，也能運(yùn)行，但結(jié)果不是人們所期待的。異常（Exception）又稱為例外，是指在程序運(yùn)行過程中發(fā)生的非正常事件，這些事件的發(fā)生會影響程序的正常執(zhí)行。①用戶輸入出錯②所需文件找不到③運(yùn)行時磁盤空間不夠④內(nèi)存不夠

⑤算術(shù)運(yùn)算錯(數(shù)的溢出，被零除…)⑥數(shù)組下標(biāo)越界．．．．．．什么是異常？異常對象在Java語言中，我們用異常對象來表示不同的異常。所謂Java異常對象就是一個存放著相關(guān)錯誤信息的對象，如果方法運(yùn)行時產(chǎn)生了異常，該方法就可以拋出一個異常對象為了表示不同種類的異常，Java語言中定義了許多異常類。為什么要處理異常？異常處理機(jī)制是JAVA語言的重要特征之一。通過異常處理機(jī)制可防止程序執(zhí)行期間因出現(xiàn)錯誤而造成不可預(yù)料的結(jié)果。一個好的應(yīng)用程序，除了具備用戶要求的功能外，還要求能預(yù)見程序執(zhí)行過程中可能產(chǎn)生的各種異常，并把處理異常的功能包括在用戶程序中。在Java程序運(yùn)行過程中，產(chǎn)生的異常通常有三種類型：一是JAVA虛擬機(jī)由于某些內(nèi)部錯誤產(chǎn)生的異常，這類異常不在用戶程序的控制之內(nèi)，也不需要用戶處理這類異常；二是標(biāo)準(zhǔn)異常類，由java系統(tǒng)預(yù)先定義好的。這類異常是由程序代碼中的錯誤而產(chǎn)生的，如：以零為除數(shù)的除法，訪問數(shù)組下標(biāo)范圍以外的數(shù)組元素，訪問空對象內(nèi)的信息，這是需要用戶程序處理的異常。三是根據(jù)需要在用戶程序中自定義的一些異常類。異常的類型Java中所有的異常都是用類表示的，在JAVA中預(yù)定義了很多異常類，每個代表了一種類型的運(yùn)行錯誤。當(dāng)程序發(fā)生異常時，會生成某個異常類的對象。Java解釋器可以監(jiān)視程序中發(fā)生的異常，如果程序中產(chǎn)生的異常與系統(tǒng)中預(yù)定義某個異常類相對應(yīng)，系統(tǒng)就自動產(chǎn)生一個該異常類的對象，就可以用相應(yīng)的機(jī)制處理異常，確保程序能夠安全正常地繼續(xù)運(yùn)行。異常對象中含有這種運(yùn)行錯誤的信息和異常發(fā)生時程序的運(yùn)行狀態(tài)。Java異常處理的特點(diǎn)Java中標(biāo)準(zhǔn)異常類的層次結(jié)構(gòu)

針對各種類型的異常，Java定義了許多標(biāo)準(zhǔn)異常類，所有的Java異常類都是系統(tǒng)類庫中的Exception類的子類，它們分布在java.lang、java.io、java.util和包中。每個異常類對應(yīng)一種特定的運(yùn)行錯誤，各個異常類采用繼承的方式進(jìn)行組織。異常類的層次結(jié)構(gòu)圖如下圖所示：在Java語言中，任何的異常對象都是Throwable類的直接子類或間接子類的實(shí)例。Java的類庫已經(jīng)提供了一些常見的異常類，如果這些異常類不能夠滿足要求，用戶也可以創(chuàng)建自己的異常類。Java中異常類的層次結(jié)構(gòu)Throwable類有兩個直接子類：Error（致命錯誤）和Exception（異常）。Error類型的異常與JAVA虛擬機(jī)本身發(fā)生的錯誤有關(guān)，這類異常由java直接處理，用戶程序一般不能太做什么，只能等待系統(tǒng)通知用戶關(guān)閉程序。用戶程序產(chǎn)生的錯誤由Exception的子類表示。用戶程序應(yīng)該處理這類異常。１、Throwable類該類屬于Java.lang包，是所有異常類的父類．在Throwable類中定義了描述異常發(fā)生的位置和所有異常類共同需要的內(nèi)容．

publicThrowable(Stringmessage)以message的內(nèi)容作為錯誤信息串創(chuàng)建Throwable對象，同時調(diào)用該對象的另一方法fillInStackTrace。publicThrowable()以null作為錯誤信息串內(nèi)容創(chuàng)建Throwable對象，同時調(diào)用該對象的另一方法fillInStackTrace記錄異常發(fā)生的位置。Throwable類的主要成員函數(shù)publicStringgetMessage()如果創(chuàng)建當(dāng)前對象時以message的內(nèi)容作為錯誤信息串，本方法返回串變量message的內(nèi)容；若創(chuàng)建當(dāng)前對象時未使用參數(shù)則返回null。publicStringtoString()

若當(dāng)前對象包含錯誤信息，本方法返回的字符串由三部分組成：當(dāng)前對象的類名，一個冒號和一個空格，錯誤信息的字符串；若當(dāng)前對象未包含錯誤信息則僅返回當(dāng)前對象的類名。publicvoidprintStackTrace()將跟蹤棧中的信息輸出，輸出的第一行是當(dāng)前對象toString()的返回值，其余各行是跟蹤棧中的信息。publicTrowablefillInStackTrace()將當(dāng)前異常對象的發(fā)生位置(類、方法和所在文件的行號)記錄到跟蹤棧對象中。Error類是Throwable類的子類，由系統(tǒng)保留，用戶不能使用。也就是說，Error類型的錯誤不允許用戶插手處理，由Java系統(tǒng)自行處理。Error類描述系統(tǒng)錯誤：如將字節(jié)碼裝入內(nèi)存的過程中和對字節(jié)碼進(jìn)行檢查的過程中遇到的問題、java的內(nèi)部錯誤、資源耗盡的情況。這類異常由java直接處理，用戶程序不要理會這類異常。２、Error類

Exception類是Throwable類的子類，用戶程序中可以直接使用Exception類處理Exception類型的異常。Exception類不僅繼承了Throwable類的方法，同時定義以下兩個構(gòu)造函數(shù)：

publicException()publicException(Strings)說明：字符串s用來接收傳入的字符串信息，該信息通常是對錯誤的描述。3、Exception類必檢異常與非必檢異常RuntimeException類及其子類被稱為“運(yùn)行時異常”一般發(fā)生在JRE內(nèi)部也稱“非必檢異?！比鏝ullPointerException其他異常被成為“非運(yùn)行時異?！币话惆l(fā)生在JRE外部也稱“必檢異常”如IOException異常程序舉例：//java直接處理運(yùn)行時異常classTestSystemException{publicstaticvoidmain(String[]args){int

num[]=newint[2];for(inti=1;i<3;i++){num[i]=i;System.out.println(“num[”+i+”]=”+i);}}}該程序產(chǎn)生的輸出見程序的運(yùn)行．Java對異常的處理涉及兩方面的內(nèi)容：一是拋出（throw）異常二是捕捉（catch）異常如果程序在運(yùn)行過程中出現(xiàn)了運(yùn)行錯誤，并且產(chǎn)生的異常與系統(tǒng)中預(yù)定義某個異常類相對應(yīng)，系統(tǒng)就自動產(chǎn)生一個該異常類的對象，這個過程稱為拋出（throw）異常。當(dāng)有異常對象拋出時，將在程序中尋找處理這個異常的代碼，如果找到處理代碼，則把異常對象交給該段代碼進(jìn)行處理，這個過程稱為捕捉（catch）異常。如果程序中沒有給出處理異常的代碼，則把異常交給Java運(yùn)行系統(tǒng)默認(rèn)的異常處理代碼進(jìn)行處理。默認(rèn)的處理方式是：首先顯示描述異常信息的字符串，然后終止程序的運(yùn)行。

異常的處理機(jī)制異常的拋出（throw）拋出異常有兩種方式：由系統(tǒng)自動拋出和利用拋出語句拋出。1由系統(tǒng)自動拋出異常在程序運(yùn)行過程中，如果出現(xiàn)了可被Java運(yùn)行系統(tǒng)識別的錯誤，系統(tǒng)會自動產(chǎn)生與該錯誤相對應(yīng)的異常類的對象，即自動拋出。例如上例。2人為異常拋出兩種方式：①在方法頭寫出需要拋出的異常（利用throws語句）②在方法體內(nèi)拋出異常（利用throw語句）Throws語句拋出異常格式

修飾符返回值類型方法名（[形參表]）throws異常類名1，異常類名2，……{……}說明：在執(zhí)行該方法的過程中，如果出現(xiàn)了由throws列出的異常，則可以拋出異常，并在程序中尋找處理這個異常的代碼；如果程序中沒有給出處理異常的代碼，則把異常交給Java運(yùn)行系統(tǒng)默認(rèn)的異常處理代碼進(jìn)行處理。Throws語句舉例classThrows_Exp{publicstaticvoidmain(String[]args)throwsArithmeticException,ArrayIndexOutOfBoundsException{inta=4,b=0,c[]={1,2,3,4,5};System.out.println(a/b);System.out.println(c[a+1]);System.out.println(“end”); }}Throw語句拋出異常

如果需要在方法內(nèi)某個位置拋出異常，可以使用Throw語句，通常將Throw語句和if語句配合使用。格式：①throw異常類對象名②throw(new異常類名());說明：

執(zhí)行throw語句時，程序終止執(zhí)行后面的語句，在程序中尋找處理異常的代碼；如果程序中沒有給出處理代碼，則把異常交給Java運(yùn)行系統(tǒng)處理。Throw語句舉例1classThrow_Exp1{publicstaticvoidmain(String[]args){ArithmeticExceptione=newArithmeticException();inta=4,b=0;System.out.println(“BeforeArithmeticException”);if(b==0)throwe;System.out.println(a/b); }}

Throw語句舉例2classThrow_Exp2{publicstaticvoidmain(String[]args){inta=5,c[]={1,2,3,4,5};System.out.println(“BeforethrowArrayIndexOutOfBoundsException”);if(a>4)throw(newArrayIndexOutOfBoundsException());System.out.println(“AfterthrowArrayIndexOutOfBoundsException”); }}Throw語句舉例3classThrow_Exp3{publicstaticvoidmain(String[]args){inta=5,b=0,c[]={1,2,3,4,5};System.out.println(“Beforethrow”);if(b==0)throw(newArithmeticException());System.out.println(a/b);if(a>4)throw(newArrayIndexOutOfBoundsException());System.out.println(a/b);}}

捕捉異常在前面給出的例子中，由于程序中都沒有給出處理異常的代碼，因此拋出的異常都被Java運(yùn)行系統(tǒng)捕捉，由Java運(yùn)行系統(tǒng)進(jìn)行相應(yīng)處理。一般來說，在設(shè)計程序過程中，如果能夠預(yù)測程序中可能發(fā)生的異常，則應(yīng)在程序中給出處理代碼。而不交給Java運(yùn)行系統(tǒng)處理，對于程序中那些不能預(yù)測的異常，可交給Java運(yùn)行系統(tǒng)處理。要由程序自己捕捉和處理異常，需要建立try-catch-finally語句塊。try-catch語句塊格式：try{//在此區(qū)域內(nèi)或能發(fā)生異常;}catch(異常類1e1){//處理異常1;} …catch(異常類nen){//處理異常n;}[finally{//不論異常是否發(fā)生,都要執(zhí)行的部分;}]被監(jiān)視的塊該catch子句能夠捕捉和處理的異常類型（1）將可能發(fā)生異常的程序代碼放置在try程序塊中。如果該塊內(nèi)的代碼出現(xiàn)了異常，系統(tǒng)將終止try塊代碼的執(zhí)行，自動跳轉(zhuǎn)到所發(fā)生的異常類對應(yīng)的catch塊中，執(zhí)行該塊中的代碼。如果程序運(yùn)行正常，后面的各catch塊不起任何作用。（2）finally塊是個可選項(xiàng)，無論異常是否發(fā)生，finally塊的代碼必定執(zhí)行。通常把對各種異常共同處理部分放在finally塊中，如輸出統(tǒng)一信息、釋放資源、清理內(nèi)存、關(guān)閉已打開的文件等。（3）一個try塊可以對應(yīng)多個catch塊，用于對多個異常類進(jìn)行捕獲。但最多只能選中一個執(zhí)行。（4）異常對象與catch塊中聲明的實(shí)例的匹配原則： 異常對象是catch塊中聲明的異常類的實(shí)例;

異常對象是catch塊中聲明的異常類的某一子類的實(shí)例; Try-catch-finally結(jié)構(gòu)說明：try-catch-finally執(zhí)行過程當(dāng)try塊中的某條代碼拋出異常時：首先，自該語句的下一條語句起的所有try塊中的剩余語句將被跳過不予執(zhí)行；其次，程序執(zhí)行catch子句進(jìn)行異常捕獲，異常捕獲的目的是進(jìn)行異常類型的匹配，并執(zhí)行與所拋出的異常類型相對應(yīng)的catch子句中的異常處理代碼。需要注意的是：如果try塊中沒有任何的異常拋出，則所有的catch子句將會被跳過；如果try塊中所拋出的異常對象類型與所有的catch子句中的所聲明的異常類型都不匹配，則方法會立即中止，并將該異常對象繼續(xù)拋出，沿調(diào)用堆棧傳遞。try-catch-finally執(zhí)行過程當(dāng)一個方法的某條語句拋出異常后，該方法剩余的語句將無法繼續(xù)執(zhí)行。這種情況下，方法往往無法將其占用的資源進(jìn)行釋放。解決方法：在每個catch子句的異常處理代碼中也加上資源釋放的代碼，但這種方法非常麻煩；Java語言的異常處理機(jī)制中提供了一個更好的方案－程序員可以使用finally子句來統(tǒng)一進(jìn)行資源釋放之類的工作。try-catch-finally執(zhí)行過程不論try塊中的代碼是否拋出異常及異常是否被捕獲，finally子句中的代碼一定會被執(zhí)行：如果try塊中沒有拋出任何異常，當(dāng)try塊中的代碼執(zhí)行結(jié)束后，finally中的代碼將會被執(zhí)行；如果try塊中拋出了一個異常且該異常被catch正常捕獲，那么try塊中自拋出異常的代碼之后的所有代碼將會被跳過，程序接著執(zhí)行與拋出異常類型匹配的catch子句中的代碼，最后執(zhí)行finally子句中的代碼。如果try塊中拋出了一個不能被任何catch子句捕獲（匹配）的異常，try塊中剩下的代碼將會被跳過，程序接著執(zhí)行finally子句中的代碼，未被捕獲的異常對象繼續(xù)拋出，沿調(diào)用堆棧順序傳遞。try-catch-finally執(zhí)行過程try-catch-finally語句舉例1classTry_Catch_Exp1{publicstaticvoidmain(String[]args){intd=0,a;

try{System.out.println("BeforethrowException");a=5/d;System.out.println("theExceptionisthrow,Thestatementis'trun");}

catch(ArithmeticExceptione){

System.out.println("處理算數(shù)異常的catch語句塊捕獲了異常！"); System.out.println("捕獲的異常為"+e);}

catch(ArrayIndexOutOfBoundsExceptione){System.out.println("處理數(shù)組下標(biāo)越異常的catch語句塊捕獲了異常！"); System.out.println("捕獲的異常為"+e);}

finally{System.out.println("這是所有catch塊的共有部分！");}System.out.println("try-catch-finally塊后面的語句");}}

try-catch-finally語句舉例2classTry_Catch_Exp2{publicstaticvoidmain(String[]args){inta=5,b=0,c[]={1,2,3,4,5};

try{ System.out.println("Beforethrow");if(a>4)throw(newArrayIndexOutOfBoundsException());System.out.println("Afterthrow");}

catch(ArrayIndexOutOfBoundsExceptione){System.out.println("處理數(shù)組下標(biāo)越異常的catch語句塊捕獲了異常！"); System.out.println("捕獲的異常為"+e);}

finally{System.out.println("這是所有catch塊的共有部分！");}System.out.println("try-catch-finally塊后面的語句");}}

try-catch-finally語句舉例3publicclassExampleOfException{String[]lines={"Thefirstline","Thesecondline","Thelastline"};publicstaticvoidmain(String[]args){ExampleOfExceptioneoe=newExampleOfException();eoe.methodA();

System.out.println("Programfinished.");}...voidmethodC(){for(inti=0;i<4;i++){try{System.out.println(lines[i]);}catch(ArrayIndexOutOfBoundsExceptione){System.out.println("Re-settingIndexValue");}}}}example上面的例子中可能會產(chǎn)生數(shù)組越界異常，所以將其置于try塊中，并在catch子句中對ArrayIndexOutOfBoundsException類型的異常進(jìn)行捕獲，并進(jìn)行處理。如果try塊中可能拋出多個類型的異常，程序員可以使用多個catch子句對這些異常進(jìn)行捕獲，每種異常類型對應(yīng)一個單獨(dú)的catch子句。需要注意的是，這些catch子句是順序執(zhí)行的。這意味著，異常對象總是被第一個catch子句首先捕獲，如果類型不匹配，才會執(zhí)行下一個catch子句。讀者可以試著分析下面的程序片斷，看看有什么樣的問題存在。問題當(dāng)調(diào)用上述方法m()時，try塊中包含方法的return語句，返回值為1。然而，實(shí)際調(diào)用該方法后產(chǎn)生的返回值為0。這是因?yàn)樵诜椒▽?shí)際返回并結(jié)束前，finally子句中的內(nèi)容無論如何要被執(zhí)行，所以finally子句中的return語句使得該方法最終實(shí)際返回值為0。publicintm(){try{ return1;}finally{ return0;}}用戶自定義的異常類

盡管Java提供了很多異常類，但用戶還是可以根據(jù)需要定義自己的異常類，即創(chuàng)建自定義異常類。

說明：（1）用戶自定義的異常類必須是Throwable類或Exception類的子類。（2）自定義的異常類，一般只要聲明兩個構(gòu)造方法，一個是不用參數(shù)的，另一個以字符串為參數(shù)。作為構(gòu)造方法參數(shù)的字符串應(yīng)當(dāng)反映異常的信息。其一般形式為：class自定義異常類名extendsException{

異常類體;}用戶自定義的異常類格式：自定義異常類classMyExceptionextendsException{…}用戶定義的異常同樣要用try--catch捕獲,但必須由用戶自己拋出thrownewMyException().用戶自定義的異常類舉例：classException_exp{ publicstaticvoidmain(String[]args){ try{System.out.println("2+3="+add(2,3)); System.out.println("-8+10="+add(-8,10));} catch(Exceptione){System.out.println("Exceptionis"+e);}}staticintadd(intn,intm)throwsUserException{ if(n<0||m<0)thrownewUserException();returnn+m;}}

classUserExceptionextendsException{ UserException(){super("數(shù)據(jù)為負(fù)數(shù)");}}Java的異常跟蹤棧main()methodA()methodB()methodC()調(diào)用Java程序在執(zhí)行的過程中，形成了一個先進(jìn)后出的調(diào)用堆棧，各方法之間依照調(diào)用先后的不同，由先至后的進(jìn)入調(diào)用堆棧，堆棧的最上層即是當(dāng)前被調(diào)用執(zhí)行的方法。該方法執(zhí)行完畢后，會將處理器控制權(quán)交還給調(diào)用他的方法，依此類推。方法調(diào)用堆棧方法調(diào)用堆棧中異常對象的傳遞

當(dāng)某一方法中的一個語句拋出一個異常時，如果該方法中沒有處理該異常的語句，那么該方法就會中止執(zhí)行，并將這個異常傳遞給堆棧中的下一層方法，直到某一方法中含有處理該異常的語句為止。如果該異常被傳遞至主方法，而主方法中仍然沒有處理該異常的語句，則異常將會被拋至JVM，程序中斷。main()methodA()methodB()methodC()調(diào)用傳遞實(shí)例publicclassExampleOfException{String[]lines={"Thefirstline","Thesecondline","Thelastline"};publicstaticvoidmain(String[]args){ExampleOfExceptioneoe=newExampleOfException();eoe.methodA();

System.out.println("Programfinished.");}voidmethodA(){methodB();}voidmethodB(){methodC();}voidmethodC(){

for(inti=0;i<4;i++)System.out.println(lines[i]);}}