Java异常处理的基础知识

1、 8/8Java异常处理的基础知识 教学提示：本章我们将讨论Java的异常处理机制,并学习如何合理应用异常处理机制,从而使我们编写的Java程序具有稳定性和可靠性。当异常情况发生时，会创建一个代表该异常的对象并在产生异常的方法中引发该对象，这个异常最终会被捕获并进行相应的处理。 教学目标：了解传统错误处理和面向对象中的异常处理的差别；理解异常处理的优越性；掌握如何在程序中抛出、捕获和处理异常；了解自定义异常的方法。 9.1 Java异常处理的基础知识 9.1.1 错误与异常 在程序运行时经常会出现一些非正常的现象,如死循环、非正常退出等，称为运行错误。根据错误性质将运行错误分为两类：错误和异常

2、。 1致命性的错误 如程序进入了死循环，或递归无法结束，或内存溢出，这类现象称为错误。错误只能在编程阶段解决，运行时程序本身无法解决，只能依靠其他程序干预，否则会一直处于非正常状态。 2非致命性的异常 如运算时除数为0，或操作数超出数据范围，或打开一个文件时，发现文件并不存在，或欲装入的类文件丢失，或网络连接中断等，这类现象称为异常。在源程序中加入异常处理代码，当程序运行中出现异常时，由异常处理代码调整程序运行方向，使程序仍可继续运行直至正常处理。 9.1.2 异常处理机制 Java提供了异常处理机制，它是通过面向对象的方法来处理异常的。 1抛出异常 当程序发生异常时，产生一个异常事件，生成一

3、个异常对象，并把它提交给运行系统，再由运行系统寻找相应的代码来处理异常。这个过程称为抛出(throw)一个异常。一个异常对象可以由Java虚拟机生成，也可以由运行的方法生成。异常对象中包含了异常事件类型、程序运行状态等必要的信息。 2捕获异常 异常抛出后，运行时系统从生成对象的代码开始，沿方法的调用栈逐层回溯查找，直到包含相应处理的方法，并把异常对象交给该方法为止，这个过程称为捕获(catch)一个异常。 简单地说，发现异常的代码可以“抛出”一个异常，运行系统“捕获”该异常，交由程序员编写的相应代码进行异常处理。 156 3异常处理的类层次 Java通过错误类（Error）和异常类(Excep

4、tion)来处理错误和异常，而它们都是Throwable类的子类，分别用来处理两组异常。它们的层次结构如图9-1所示。 Error类为错误类，如内存溢出、栈溢出等。这类错误一般由系统进行处理，程序本身无需捕获和处理。例如，运行没有main方法的类将产生NoClassDefFoundError错误。 程序应避免而不捕获的异常 对于运行时异常类（RuntimeException）,如数组越界等，在程序设计正常时不会发生，在编程时使用数组长度a.length来控制数组的上界即可避免异常发生，而无须使用try-catch-finally语句。因此，这类异常应通过程序调试尽量避免而不是去捕获它。 必须捕

5、获的异常 有些异常在编写程序时是无法预料了，如文件没找到异常、网络通信失败异常等。因此，为了保证程序的健壮性，Java要求必须对可能出现这些异常的代码使用try-catch-finally语句，否则编译无法通过。 【例9-1】文件没有找到异常类。 设计思路：本例访问文件autoexec.bat。在程序中使用了FileInputStream类，在访问文件时会产生文件不存在的异常对象（FileNotFoundException），所以必须捕获的这个异常，否则编译就会出错。 代码： import java.io.*; 157 public class Try3 public static void

6、main(String args) FileInputStream fis=new FileInputStream(autoexec.bat); System.out.println(I can not found this file!); 程序运行效果如下： 图9-1 5常见的公用异常类 下面介绍常见的异常类，它们都是RuntimeException的子类。 算术异常ArithmeticException 如果除数为除0，或用0取模会产生ArithmeticException，其它算术操作不会产生异常。 空指针异常NullPointerException 当程序试图访问一个空对象中的变量或方

7、法，或一个空数组中的元素时则会引发NullPointerException异常。例如， int a=null; a0=0; /访问长度为0的数组，产生NullPointerException String str=null; System.out.println(str.length();/访问空字符串的方法，产生NullPointerException 类型强制转换异常ClassCastException 进行类型强制转换时，对于不能进行的转换操作产生ClassCastException异常。例如，Object obj=new Object(); String str=(String)obj

8、; 上述语句试图把Object对象强制转换成String对象str,而obj既不是String的实例，也不是String子类的实例，系统不能转换时产生ClassCastException异常。 数组负下标异常NegativeArraySizeException 如果一个数组的长度是负数，则会引发NegativeArraySizeException异常。例如， int a=new int-1; /产生NegativeArraySizeException异常 数组下标越界异常ArrayIndexOutOfBoundsException 158 试图访问数组中的一个非法元素时，引发ArrayInde

9、xOutOfBoundsExceptiony异常。 例如， int a=new int1; a0=0; a1=1; /数组下标越界异常 9.2 异常类的产生、捕获和处理 异常处理的理论似乎十分繁琐，实际使用时却并不复杂。下面我们先通过一个例子来看一下异常产生到捕获并处理的过程。 9.2.1 异常的产生 【例9-2】产生数组下标越界异常和除数为0异常。 设计思路：打印一个数组的所有值。程序编译时没有问题，但运行时正常输出了循环的前4句，但在试图输出A4时，Java抛出了一个数组越界异常类（http:/./doc/8899d40c79563c1ec5da712d.html ng.ArrayInde

10、xOutOfBoundsException）,以及异常发生所在的方法（Try1.main），同时终止程序运行； public class Try1 public static void main(String args) int i=0; int a=5,6,7,8; for(i=0;i catch（ExceptionType1 e） finally 其中，是可能产生异常的代码；是捕获某种异常对象时进行处理的代码，ExceptionType1代表某种异常类，e为相应的对象；是其后必须执行的代码，无论是否捕获到异常。 catch语句可以有一个或多个，但至少要有一个catch语句，finally语

11、句可以省略。 try-catch-finally语句的作用是，当try语句中的代码产生异常时，根据异常的不同，由不同catch语句中的代码对异常进行捕获并处理；如果没有异常，则catch语句不执行；而无论是否捕获到异常都必须执行finally中的代码。 【例9-3】异常捕获和处理。 设计思路：本例使用try-catch-finally语句对例9-2中产生的异常进行捕获和处理。 public class Try2 public static void main(String args) int i=0; int a=5,6,7,8; for(i=0;i5;i+) try System.out.p

12、rintln(a+i+=+ai); catch(ArrayIndexOutOfBoundsException e) System.out.println(数组下标越界异常！); finally System.out.println(fianlly i=+i); 160 程序运行效果如下： 图9-3 通过这个例子我们再来深入讨论try-catch-finally语句，以及使用时要注意的问题。 try语句 try语句大括号 中的这段代码可能会抛出一个或多个异常。也就是说，当某段代码在运行时可能产生异常的话，需要使用try语句来试图捕获这个异常 catch语句 catch语句的参数类似于方法的声明，

13、包括一个异常类型和一个异常对象。 catch语句可以有多个，分别处理不同类的异常。Java运行时系统从上向下分别对每个catch语句处理的异常类型进行检测，直到找到与类型相匹配的catch语句为止。 如果程序产生的异常和所有catch的处理的异常都不匹配，则这个异常将由Java虚拟机捕获并处理，此时与不使用try-catch-finally语句是一样的，这显然也不是我们所期望的结果。因此一般在使用catch语句时，最后一个将捕获Exception这个所有异常的超类，从而保证异常由对象自身来捕获和处理。 finally语句 try所限定的代码中，当抛出一个异常时，其后的代码不会被执行。通过fin

14、ally语句可以指定一块代码，无论try所指定的程序块中抛出异常，也无论catch语句的异常类型是否与所抛出的异常的类型一致，finally所指定的代码都要被执行，它提供了统一的出口。该语句是可以省略的。 9.3 抛出异常 如前所述，在捕获一个异常前，必须有一段代码生成一个异常对象并把它抛出。抛出异常的既可以是Java运行时系统，如例9-2；也可以是程序员自己编写的代码，即在try语句中的代码本身不会有系统产生异常，而是由程序员故意抛出异常。 161 9.3.1使用throw语句抛出异常 使用throw语句抛出异常格式如下： throw Byte.MAX_VALUE/i) /Integer类的

15、常量，表示最大值throw new Exception(overflow); /溢出时抛出异常 else y=(byte)(y*i); catch(Exception e) System.out.println(exception:+e.getMessage(); e.printStackTrace(); /显示异常信息 System.exit(0); System.out.println(y); public static void main(String args) Try5 a=new Try5(); for(byte i=1;i10;i+) a.run(i); 162 程序运行效果如下

16、： 图9-4 9.3.2抛出异常的方法与调用方法处理异常 抛出异常的方法 在方法声明中，添加throws子句表示该方法将抛出异常。带有throws子句的方法的声明格式如下： Byte.MAX_VALUE/i) /Integer类的常量，表示最大值throw new Exception(overflow); /溢出时抛出异常 else y=(byte)(y*i); catch(Exception e) 163 System.out.println(exception:+e.getMessage(); e.printStackTrace(); System.exit(0); System.out.

17、println(y); public void run(byte k) /捕获并处理异常 try calc(k); catch(Exception e) System.out.println(exception:+e.getMessage(); e.printStackTrace(); System.exit(0); public static void main(String args) Try6 a=new Try6(); for(byte i=1;i10;i+) a.run(i); 程序运行效果如下： 图9-5 同throw一样，如果某个方法声明抛出异常，则调用它的方法必须捕获及处理异常

18、，否则会出现异常错误。 9.3.3 由方法抛出异常交系统处理 对于程序中需要处理的异常，一般编写try-catch-finally语句捕获并处理；而对于程序中无法处理必须由系统处理的异常，可以使用throw语句在方法中抛出异常交系统处理。例如， 对于文件流操作，将必须捕获的系统定义的异常交由系统系统处理。 164 public class Demo1 /异常用法举例 static int a,b,c; public static void main(String args) try a=100; b=Integer.parseInt(args0); if(b=13) throw(new Ari

19、thmeticException(); /方法中抛出异常 c=a/b; System.out.println(a/b=+c); catch(ArrayIndexOutOfBoundsException e) System.out.println(没有命令行第一个参数); catch(ArithmeticException e) System.out.println(算数运算错误); 9.4 自定义异常类 虽然Java已经预定义了很多异常类，但有的情况下，程序员不仅需要自己抛出异常，还要创建自己的异常类。这时可以通过创建Exception的子类来定义自己的异常类。 下面给出一些原则，提示读者何时

20、需要自定义异常类。满足下列任何一种或多种情况就应该考虑自己定义异常类。 1Java异常类体系中不包含所需要的异常类型。 2用户需要将自己所提供类的异常与其他人提供的异常进行区分。 3类中将多次抛出这种类型的异常。 4如果使用其它程序包中定义的异常类，将影响程序包的独立性与自包含性。 【例9-6】自定义异常类。 设计思路：此例中定义了一个异常类MyException，该类是http:/./doc/8899d40c79563c1ec5da712d.html ng.Exception类的子类，只包含了两个简单的构造方法。UsingMyexception类包含了两个方法f()和g()，这两个方法中分别声明并抛出了MyException类型的异常。在TestMyExceptionlei类的main()方法中，访问了UsingMyException类的f()和g()，并用try-catch