尚硅谷_Java零基础教程（异常处理）-- 学习笔记

一、异常概述与异常体系结构

1.定义

在Java语言中，将程序执行中发生的不正常情况称为“异常”。 (开发过程中的语法错误和逻辑错误不是异常)

2.分类

（1） Error：Java虚拟机无法解决的严重问题。如：JVM系统内部错误、资源耗尽等严重情况。比如：StackOverflowError（栈溢出）和OOM（OutOfMemoryError，堆溢出）。一般不编写针对性的代码进行处理。

（2） Exception: 其它因编程错误或偶然的外在因素导致的一般性问题，可以使用针对性的代码进行处理。例如：

• 空指针访问
• 试图读取不存在的文件
• 网络连接中断
• 数组角标越界

3.异常体系结构

捕获错误最理想的是在编译期间，但有的错误只有在运行时才会发生。比如：除数为0，数组下标越界等 。

Exception异常又分为：编译时异常（受检(checked)异常）和运行时异常（非受检(unchecked)异常）。

1.运行时异常

• 是指编译器不要求强制处置的异常。一般是指编程时的逻辑错误，是程序 员应该积极避免其出现的异常。 java.lang.RuntimeException 类及它的子 类都是运行时异常。
• 对于这类异常，可以不作处理，因为这类异常很普遍，若全处理可能会对程序的可读性和运行效率产生影响。

2.编译时异常

• 是指编译器要求必须处置的异常。即程序在运行时由于外界因素造成的一般性异常。 编译器 要求 J ava 程序必须捕获或声明所有编译时异常。
• 对于这类异常，如果程序不处理，可能会带来意想不到的结果。

4.常见异常实例

1.空指针异常 NullPointerException

int[] arr = null;
System.out.println(arr[3]);

String str = null;
System.out.println(str.charAt(0));

2.数组角标越界 ArrayIndexOutOfBoundsException

int[] arr = new int[10];
System.out.println(arr[10]);

类似的还有 StringIndexOutOfBoundsException。

3.类型转换异常 ClassCastException

Object obj = new Date();
String str = (String)obj;

4. 数字格式异常 NumberFormatException

String str = "a123";
int num = Integer.parseInt(str);

5.输入不匹配异常 InputMismatchException

Scanner scanner = new Scanner(System.in);
int num = scanner.nextInt();
//输入数据不是int类型会抛出异常

6. 算数异常 ArithmeticException

System.out.println(2/0);

测试

package com.atguigu.java1;

import java.io.File;
import java.io.FileInputStream;
import java.util.Date;
import java.util.Scanner;

import org.junit.Test;

/*
 * 一、异常体系结构
 * 
 * java.lang.Throwable
 * 		|-----java.lang.Error:一般不编写针对性的代码进行处理。
 * 		|-----java.lang.Exception:可以进行异常的处理
 * 			|------编译时异常(checked)
 * 					|-----IOException
 * 						|-----FileNotFoundException
 * 					|-----ClassNotFoundException
 * 			|------运行时异常(unchecked,RuntimeException)
 * 					|-----NullPointerException
 * 					|-----ArrayIndexOutOfBoundsException
 * 					|-----ClassCastException
 * 					|-----NumberFormatException
 * 					|-----InputMismatchException
 * 					|-----ArithmeticException
 * 
 * 
 * 
 * 面试题：常见的异常都有哪些？举例说明
 */
public class ExceptionTest {
    
    
	
	//******************以下是编译时异常***************************
	@Test
	public void test7(){
    
    
//		File file = new File("hello.txt");
//		FileInputStream fis = new FileInputStream(file);
//		
//		int data = fis.read();
//		while(data != -1){
    
    
//			System.out.print((char)data);
//			data = fis.read();
//		}
//		
//		fis.close();
		
	}
	
	//******************以下是运行时异常***************************
	//ArithmeticException
	@Test
	public void test6(){
    
    
		int a = 10;
		int b = 0;
		System.out.println(a / b);
	}
	
	//InputMismatchException
	@Test
	public void test5(){
    
    
		Scanner scanner = new Scanner(System.in);
		int score = scanner.nextInt();
		System.out.println(score);
		
		scanner.close();
	}
	
	//NumberFormatException
	@Test
	public void test4(){
    
    
		
		String str = "123";
		str = "abc";
		int num = Integer.parseInt(str);
		
		
		
	}
	
	//ClassCastException
	@Test
	public void test3(){
    
    
		Object obj = new Date();
		String str = (String)obj;
	}
	
	//IndexOutOfBoundsException
	@Test
	public void test2(){
    
    
		//ArrayIndexOutOfBoundsException
//		int[] arr = new int[10];
//		System.out.println(arr[10]);
		//StringIndexOutOfBoundsException
		String str = "abc";
		System.out.println(str.charAt(3));
	}
	
	//NullPointerException
	@Test
	public void test1(){
    
    
		
//		int[] arr = null;
//		System.out.println(arr[3]);
		
		String str = "abc";
		str = null;
		System.out.println(str.charAt(0));	
	}
}

二、异常处理机制

Java提供的是异常处理的抓抛模型。

• “抛”：程序在正常执行的过程中，一旦出现异常，就会在异常代码处生成一个对应异常类的对象。并将此对象抛出，该异常对象将被提交给Java运行时系统。一旦对象抛出后，其后的代码就不再执行。
• “抓” ：可以理解为异常的处理方式。
  

如果一个方法内抛出异常，该异常对象会被抛给调用者方法中处理。如果异常没有在调用者方法中处理，它继续被抛给这个调用方法的上层方法。这个过程将一直继续下去，直到异常被处理。这一过程称为捕获(catch)异常。

如果一个异常回到main()方法，并且main()也不处理，则程序运行终止。

程序员通常只能处理Exception，而对Error无能为力。

try-catch-finally

1.理解和格式

try
{
	//可能出现异常的代码
}
catch(异常类型 变量名)
{
	//异常处理
}
finally 
{
	//一定会执行的代码	
}

2.举例

package com.atguigu.java1;

import java.io.File;
import java.io.FileInputStream;
import java.io.FileNotFoundException;
import java.io.IOException;

import org.junit.Test;

/*
 * 一、异常的处理：抓抛模型
 * 
 * 过程一："抛"：程序在正常执行的过程中，一旦出现异常，就会在异常代码处生成一个对应异常类的对象。
 *           并将此对象抛出。
 *           一旦抛出对象以后，其后的代码就不再执行。
 * 		
 * 		关于异常对象的产生：① 系统自动生成的异常对象
 * 					 ② 手动的生成一个异常对象，并抛出（throw）
 * 
 * 过程二："抓"：可以理解为异常的处理方式：① try-catch-finally  ② throws
 * 
 * 
 * 二、try-catch-finally的使用
 * 
 * try{
 * 		//可能出现异常的代码
 * 
 * }catch(异常类型1 变量名1){
 * 		//处理异常的方式1
 * }catch(异常类型2 变量名2){
 * 		//处理异常的方式2
 * }catch(异常类型3 变量名3){
 * 		//处理异常的方式3
 * }
 * ....
 * finally{
 * 		//一定会执行的代码
 * }
 * 
 * 说明：
 * 1. finally是可选的。
 * 2. 使用try将可能出现异常代码包装起来，在执行过程中，一旦出现异常，就会生成一个对应异常类的对象，根据此对象
 *    的类型，去catch中进行匹配
 * 3. 一旦try中的异常对象匹配到某一个catch时，就进入catch中进行异常的处理。一旦处理完成，就跳出当前的
 *    try-catch结构（在没有写finally的情况）。继续执行其后的代码
 * 4. catch中的异常类型如果没有子父类关系，则谁声明在上，谁声明在下无所谓。
 *    catch中的异常类型如果满足子父类关系，则要求子类一定声明在父类的上面。否则，报错
 * 5. 常用的异常对象处理的方式： ① String  getMessage()    ② printStackTrace()
 * 6. 在try结构中声明的变量，再出了try结构以后，就不能再被调用
 * 7. try-catch-finally结构可以嵌套
 * 
 * 体会1：使用try-catch-finally处理编译时异常，是得程序在编译时就不再报错，但是运行时仍可能报错。
 *     相当于我们使用try-catch-finally将一个编译时可能出现的异常，延迟到运行时出现。
 *     
 * 体会2：开发中，由于运行时异常比较常见，所以我们通常就不针对运行时异常编写try-catch-finally了。
 *      针对于编译时异常，我们说一定要考虑异常的处理。
 */
public class ExceptionTest1 {
	
	
	@Test
	public void test2(){
		try{
			File file = new File("hello.txt");
			FileInputStream fis = new FileInputStream(file);
			
			int data = fis.read();
			while(data != -1){
				System.out.print((char)data);
				data = fis.read();
			}
			
			fis.close();
		}catch(FileNotFoundException e){
			e.printStackTrace();
		}catch(IOException e){
			e.printStackTrace();
		}
	}
	
	@Test
	public void test1(){
		
		String str = "123";
		str = "abc";
		int num = 0;
		try{
			num = Integer.parseInt(str);
			
			System.out.println("hello-----1");
		}catch(NumberFormatException e){
//			System.out.println("出现数值转换异常了，不要着急....");
			//String getMessage():
//			System.out.println(e.getMessage());
			//printStackTrace():
			e.printStackTrace();
		}catch(NullPointerException e){
			System.out.println("出现空指针异常了，不要着急....");
		}catch(Exception e){
			System.out.println("出现异常了，不要着急....");
			
		}
		System.out.println(num);
		
		System.out.println("hello-----2");
	}
	
}

finally实验

package com.atguigu.java1;

import java.io.File;
import java.io.FileInputStream;
import java.io.FileNotFoundException;
import java.io.IOException;

import org.junit.Test;

/*
 * try-catch-finally中finally的使用：
 * 
 * 
 * 1.finally是可选的
 * 
 * 2.finally中声明的是一定会被执行的代码。即使catch中又出现异常了，try中有return语句，catch中有
 * return语句等情况。
 * 
 * 3.像数据库连接、输入输出流、网络编程Socket等资源，JVM是不能自动的回收的，我们需要自己手动的进行资源的
 *   释放。此时的资源释放，就需要声明在finally中。
 * 
 * 
 * 
 */
public class FinallyTest {
	
	
	@Test
	public void test2(){
		FileInputStream fis = null;
		try {
			File file = new File("hello1.txt");
			fis = new FileInputStream(file);
			
			int data = fis.read();
			while(data != -1){
				System.out.print((char)data);
				data = fis.read();
			}
			
			
		} catch (FileNotFoundException e) {
			e.printStackTrace();
		} catch (IOException e) {
			e.printStackTrace();
		}finally{
			try {
				if(fis != null)
					fis.close();
			} catch (IOException e) {
				e.printStackTrace();
			}
		}
	}
	
	
	@Test
	public void testMethod(){
		int num = method();
		System.out.println(num);
	}
	
	public int method(){
		
		try{
			int[] arr = new int[10];
			System.out.println(arr[10]);
			return 1;
		}catch(ArrayIndexOutOfBoundsException e){
			e.printStackTrace();
			return 2;
		}finally{
			System.out.println("我一定会被执行");
			return 3;
		}
		
		
	}
	
	@Test
	public void test1(){
		try{
			int a = 10;
			int b = 0;
			System.out.println(a / b);
			
		}catch(ArithmeticException e){
			e.printStackTrace();
			
//			int[] arr = new int[10];
//			System.out.println(arr[10]);
			
		}catch(Exception e){
			e.printStackTrace();
		}
//		System.out.println("我好帅啊！！！~~");
		
		finally{
			System.out.println("我好帅啊~~");
		}
		
	}
	
}

（1） 可以写多个 catch ；

（2） finally 是可选的（同C#）；

• <1>不论在try代码块中是否发生了异常事件，catch语句是否执行，catch语句是否有异常，catch语句中是否有return，finally块中的语句都会被执行。

• <2>像数据库连接、输入输出流、网络编程Socket等资源，JVM是不能自动回收的，需要自己手动进行资源释放。此时的资源释放就需要声明在finally中。

（3） 使用try将可能出现异常的代码包装起来，在执行过程中，一旦出现异常，就会生成一个对应异常类的对象，根据此对象的类型，去catch中进行匹配。

（4） 一旦try中的异常对象匹配到某一个catch时，就进入catch中进行异常的处理。一旦处理完成，就跳出当前的try-catch结构（此时没有finally）,继续执行其后的代码。

（5） catch中的异常类型如果满足子父类关系，则要求子类一定声明在父类的上面，否则报错。

（6） 常用的异常对象处理方式： ① String getMessage（）获取异常信息，返回字符串 ② printStackTrace（）获取异常类名和异常信息，以及异常出现在程序中的位置。返回值void。
（7） 在try结构中声明的变量，出了try结构后不能再被调用。

（8） try-catch-finally 可以嵌套。

使用try-catch-finally处理编译时异常，使得程序在编译时不再报错，但是运行时仍可能报错。相当于将一个编译时可能出现的异常延迟到运行时出现。

throws + 异常类型

1.理解

“throws + 异常类型” 写在方法的声明处，指明此方法执行时，可能会抛出异常类型。一旦当方法体执行时，出现异常，仍会在异常代码处生成一个异常类的对象，此对象满足throws后异常类型时，就会被抛出。异常代码后续的代码就不再执行。

try-catch-finally 真正将异常处理掉了，但是throws 的方法只是将异常抛给了方法的调用者，并没有真正将异常处理掉。

2.格式

public void readFile(String file) throws FileNotFoundException {
	……
	// 读文件的操作可能产生FileNotFoundException类型的异常
	FileInputStream fis = new FileInputStream(file);
	..……
}

3.重写方法声明抛出异常的原则

子类重写方法不能抛出比被父类被重写的方法范围更大的异常类型。

public class A {
public void methodA() throws IOException {
……
} }
public class B1 extends A {
public void methodA() throws FileNotFoundException {
……
} }
public class B2 extends A {
public void methodA() throws Exception { //报错
……
} }

这就是说，父类中被重写的方法没有throws方式处理异常，则子类重写的方法也不能使用throws。意味着若子类重写的方法中有异常，必须使用try-catch-finally 方式处理。

package com.atguigu.java1;

import java.io.FileNotFoundException;
import java.io.IOException;

/*
 * 方法重写的规则之一：
 * 子类重写的方法抛出的异常类型不大于父类被重写的方法抛出的异常类型
 * 
 * 
 */
public class OverrideTest {
	
	public static void main(String[] args) {
		OverrideTest test = new OverrideTest();
		test.display(new SubClass());
	}

	
	public void display(SuperClass s){
		try {
			s.method();
		} catch (IOException e) {
			e.printStackTrace();
		}
	}
}

class SuperClass{
	
	public void method() throws IOException{
		
	}
	
	
}

class SubClass extends SuperClass{
	public void method()throws FileNotFoundException{
		
	}
}

开发中如何选择这两种处理机制

（1）父类中被重写的方法没有throws方式处理异常，则子类重写的方法也不能使用throws。意味着若子类重写的方法中有异常，必须使用try-catch-finally 方式处理。

（2） 执行的方法a 中，先后又调用了另外的几个方法，这几个方法是递进关系执行的。我们建议这几个方法使用throws的方式进行处理。而执行的方法a可以考虑使用try-catch-finally 方式处理。

举例

package com.atguigu.java1;

import java.io.File;
import java.io.FileInputStream;
import java.io.FileNotFoundException;
import java.io.IOException;

/*
 * 异常处理的方式二：throws + 异常类型
 * 
 * 1. "throws + 异常类型"写在方法的声明处。指明此方法执行时，可能会抛出的异常类型。
 *     一旦当方法体执行时，出现异常，仍会在异常代码处生成一个异常类的对象，此对象满足throws后异常
 *     类型时，就会被抛出。异常代码后续的代码，就不再执行！
 *     
 * 2. 体会：try-catch-finally:真正的将异常给处理掉了。
 *        throws的方式只是将异常抛给了方法的调用者。  并没有真正将异常处理掉。  
 * 
 * 3. 开发中如何选择使用try-catch-finally 还是使用throws？
 *   3.1 如果父类中被重写的方法没有throws方式处理异常，则子类重写的方法也不能使用throws，意味着如果
 *       子类重写的方法中有异常，必须使用try-catch-finally方式处理。
 *   3.2 执行的方法a中，先后又调用了另外的几个方法，这几个方法是递进关系执行的。我们建议这几个方法使用throws
 *       的方式进行处理。而执行的方法a可以考虑使用try-catch-finally方式进行处理。
 * 
 */
public class ExceptionTest2 {
	
	
	public static void main(String[] args){
		try{
			method2();
			
		}catch(IOException e){
			e.printStackTrace();
		}
		
//		method3();
		
	}
	
	
	public static void method3(){
		try {
			method2();
		} catch (IOException e) {
			e.printStackTrace();
		}
	}
	
	
	public static void method2() throws IOException{
		method1();
	}
	
	
	public static void method1() throws FileNotFoundException,IOException{
		File file = new File("hello1.txt");
		FileInputStream fis = new FileInputStream(file);
		
		int data = fis.read();
		while(data != -1){
			System.out.print((char)data);
			data = fis.read();
		}
		
		fis.close();
		
		System.out.println("hahaha!");
	}
	
	
}

三、手动抛出异常

1.理解

Java异常类对象除在程序执行过程中出现异常时由系统自动生成并抛出，也可根据需要使用人工创建并抛出。

2.格式

首先要生成异常类对象，然后通过throw语句实现抛出操作(提交给Java运行环境)。

IOException e = new IOException();
throw e;

3.举例

package com.atguigu.java2;

public class StudentTest {
	
	public static void main(String[] args) {
		try {
			Student s = new Student();
			s.regist(-1001);
			System.out.println(s);
		} catch (Exception e) {
//			e.printStackTrace();
			System.out.println(e.getMessage());
		}
	}
	
}


class Student{
	
	private int id;
	
	public void regist(int id) throws Exception {
		if(id > 0){
			this.id = id;
		}else{
//			System.out.println("您输入的数据非法！");
			//手动抛出异常对象
//			throw new RuntimeException("您输入的数据非法！");
		throw new Exception("您输入的数据非法！");
		
//			throw new String("不能输入负数");
		}
		
	}

	@Override
	public String toString() {
		return "Student [id=" + id + "]";
	}
	
	
}

四、用户自定义异常类

用户自定义异常类MyException，用于描述数据取值范围错误信息。用户自己的异常类必须继承现有的异常类。

package com.atguigu.java2;

public class StudentTest {
	
	public static void main(String[] args) {
		try {
			Student s = new Student();
			s.regist(-1001);
			System.out.println(s);
		} catch (Exception e) {
//			e.printStackTrace();
			System.out.println(e.getMessage());
		}
	}
	
}


class Student{
	
	private int id;
	
	public void regist(int id) throws Exception {
		if(id > 0){
			this.id = id;
		}else{
//			System.out.println("您输入的数据非法！");
			//手动抛出异常对象
//			throw new RuntimeException("您输入的数据非法！");
//			throw new Exception("您输入的数据非法！");
			throw new MyException("不能输入负数");
			//错误的
//			throw new String("不能输入负数");
		}
		
	}

	@Override
	public String toString() {
		return "Student [id=" + id + "]";
	}
	
	
}

MyException

package com.atguigu.java2;
/*
 * 如何自定义异常类？
 * 1. 继承于现有的异常结构：RuntimeException 、Exception
 * 2. 提供全局常量：serialVersionUID
 * 3. 提供重载的构造器
 * 
 */
public class MyException extends Exception{
	
	static final long serialVersionUID = -7034897193246939L;
	
	public MyException(){
		
	}
	
	public MyException(String msg){
		super(msg);
	}
}