《Java程序设计》课件第6章

第6章异常处理6.1异常的概念6.2Java语言异常的处理6.3异常的类型

6.1异 常 的 概 念

6.1.1案例：异常处理方法演示

程序在执行过程中可能会发生多种严重程度不同的错误，这些错误与编译错误不同，不是程序语法的错误，而是由运行时遇到的一些特殊情况引起的。例如，由于网络的问题不能正常从网络服务器获取数据。程序运行时发生错误，Java语言称之为异常，它会使程序的运行流程发生改变。对于异常可以采取多种方式进行处理，如终止程序运行，这是最简单的方法。当然，大多数情况下用户不希望采取这种处理方法。当发生错误时，用户一般会希望程序能够给出足够的错误信息，继续运行。因此，一个好的程序员在编写程序时，必须预测程序执行过程中可能发生的各种异常情况。Java语言提供了一种不同于传统程序设计语言的异常处理方法，使程序员可以方便地检测和处理各种异常情况。下面先看一个例子。【程序6.1】异常处理方法演示。

publicclassExceptionDemo

{

staticint[]IntArrayAdd(int[]a,int[]b)

{

int[]c=newint[a.length];

for(inti=0;i<c.length;i++)

c[i]=a[i]+b[i];

returnc;

}

publicstaticvoidmain(String[]args) {

int[]a=newint[20];

int[]b=newint[10];

for(inti=0;i<20;i++)

a[i]=i;

for(inti=0;i<10;i++)

b[i]=i;

try{

int[]c=IntArrayAdd(a,b);

for(inti=0;i<c.length;i++)

System.out.print(""+c[i]);

}catch(Exceptione){

System.out.println(“Thereisanerror!”);

}

}

}

程序运行结果为

Thereisanerror!

从第3章有关数组的知识可以知道，程序6.1的main方法在调用方法IntArrayAdd对数组b访问时下标超界，产生一个异常。由于程序6.1采用了Java语言中的异常处理方法，程序执行流程发生变化，转到语句System.out.println("Thereisanerror!")执行。6.1.2异常处理

传统的程序设计语言(例如C)需要程序员检测错误发生的原因并进行处理，这样，就需要在正常执行流程中增加一些if-else语句或switch-case语句来检测函数的返回值或全局的错误代码，判断发生了什么类型的错误。这种处理方法使得程序的流程变得复杂，难以阅读理解，而Java语言的异常处理机制使得错误信息的处理和流程控制变得很简单。观察一下程序6.1可以发现，程序中的错误在IntArrayAdd方法中发生，但是该方法中并没有错误处理语句，既没有用返回值标志错误发生，也没有设置一个main方法和IntArrayAdd方法可以共同访问的变量用于传递错误信息。那么，错误信息是怎样从IntArrayAdd方法传递到main方法的呢？

实际上IntArrayAdd方法在超界访问数组元素时抛掷了一个异常，创建了一个异常对象用于存储错误信息，由于IntArrayAdd方法没有处理该异常，Java虚拟机终止IntArrayAdd方法的执行，然后自动返回到main方法，将流程转入异常处理部分。与传统的错误处理方法相比，Java语言的异常处理机制有很多优点。它将错误处理代码从常规代码中分离出来，例如程序6.1的main方法中先调用IntArrayAdd方法然后输出结果，中间并没有插入错误处理的代码，而按照传统的方法程序的结构应该是这样的：

调用IntArrayAdd方法

if(发生错误)

输出错误信息

else

输出结果当错误类型较多，需要分别处理时，采用这种方法很显然会使程序流程变得十分复杂。

异常处理机制带来的另一个好处是错误的传播，Java异常会自动在方法调用堆栈中传播，例如程序6.1异常从IntArrayAdd方法自动传递到main方法。

另外，Java异常处理机制克服了传统方法的错误信息有限的问题，可以针对不同的错误类型定义不同的异常类，异常处理机制会根据异常对象的类型寻找匹配的错误处理代码。

6.2Java语言异常的处理

6.2.1try-catch块

Java语言中异常的捕捉是通过try-catch块来实现的，其语法形式为

try{

//程序正常的流程，有可能抛掷异常

}

catch(异常类名异常对象名){

//错误的处理

}

finally{

//如果try部分代码执行完或catch部分代码执行完，则执行该部分代码

}

try块为程序正常的流程，如果发生异常，则终止try块的执行转入catch块。对于一个try块，可以有多个catch块，每个catch后的异常类名应不同，Java语言根据异常对象的类型从上向下匹配，执行第一个与之匹配的catch块。

Java语言中所有的异常类都是Throwable类的子类，用户可以从已有的异常类派生新的类型，用于处理用户程序中特有的错误类型。如果找不到匹配的catch块，则该异常继续在调用堆栈中传播，传递给调用该方法的方法。

由于可以将一个派生类对象看成是一个超类的对象，因此，如果多个catch块后的异常类有继承关系，则应将派生类放在前面。例如，当程序中数组下标超界时，Java抛掷出ArrayIndexOutOfBoundsExeption类的异常对象，该异常类是Exception的派生类，因此应将ArrayIndexOutOfBounds

Exeption异常类的catch块放在前面。例如下面的程序段：inta[]=newint[10];

try{

for(inti=0;i<=10;i++)

a[i]=i;

}catch(ArrayIndexOutOfBoundsExeptione){

System.out.println("ArrayIndexoutofBounds");

}catch(Exceptione){

System.out.println("Thereisanexception");

}

该程序段将输出：

ArrayIndexoutofBounds而如果将两个catch块的顺序对调，则变成下面的形式：

inta[]=newint[10];

try{

for(inti=0;i<=10;i++)

a[i]=i;

}catch(Exceptione){

System.out.println("Thereisanexception");

}

catch(ArrayIndexOutOfBoundsExeptione){

System.out.println("ArrayIndexoutofBounds");

}将执行第一个catch块，输出：

Thereisanexception

catch块中的异常对象名相当于方法中的形式参数，作用范围为该catch块，它是对捕捉到的异常对象的引用，可以通过它获得有关错误信息。

finally块对于try-catch块是可选的，当try部分的代码正常执行完或发生异常由某个catch块捕获进行处理后执行其中的代码。如果没有匹配的catch，则发生异常后直接执行finally部分的语句。finally语句不被执行的唯一情况是在try块内执行终止程序的System.exit()方法。【程序6.2】异常处理的执行顺序。

publicclassFinallyBlock

{

publicstaticvoidmain(String[]args)

{

inti=0;

Stringgreetings[]={

"Helloworld!",

"No,Imeanit!",

"HELLOWORLD!!"

}; while(i<4){

try{

System.out.println(greetings[i]);

}catch(ArrayIndexOutOfBoundsExceptione){

System.out.println("Re-settingIndexValue");

i=-1;

}finally{

System.out.println("Thisisalwaysprinted");

} i++;

}

}

}

程序运行时重复输出下面的内容，可按Ctrl+C键终止：

Helloworld!

Thisisalwaysprinted

No,Imeanit!

Thisisalwaysprinted

HELLOWORLD!!

Thisisalwaysprinted

Re-settingIndexValue

Thisisalwaysprinted6.2.2异常的抛掷

异常的抛掷是由throw语句来实现的，如果程序中检测到一个错误，可以创建一个异常对象，然后使用throw抛掷。例如：

thrownewException();

该语句直接调用Exception类的构造方法创建一个Exception类的对象并抛掷该对象。Exception类从Throwable类派生而来，含有两个构造方法：

● publicException()；

● publicException(Stringmsg)。根据错误类型的不同，创建的异常对象的类型也不相同。

如果一个方法成员有可能抛掷异常，应在定义该方法成员时使用throws关键字声明其可能抛掷的异常种类，在方法定义的头部加上：

throws异常类名列表

例如，Thread类的方法sleep的定义为

publicstaticnativevoidsleep(longmills)throwsInterruptedException若采用throws声明方法抛掷的异常，Java语言编译器将检查调用该方法时是否进行异常捕捉。例如，程序5.3在run方法中调用线程类Thread类的sleep方法，如果将异常捕捉的语句去掉，编译时将提示：

Exception"InterruptedException"notcaughtordeclaredby"voidAd.run()"

该提示信息要求run方法捕捉处理该异常，或在定义run方法时声明该方法可能抛掷InterruptedException类型的异常，然后由调用该方法的代码捕捉处理该异常。6.2.3实例

程序6.3演示了try-catch和throw语句的使用，该程序在KeyboardInput类中定义了两个静态方法ReadInt和ReadDouble，从标准输入设备读取int、double类型数据。首先调用ReadLine方法读取一行字符串，然后将该字符串转换为int、double类型数据。如果在转换的过程中发生错误，输入了错误的数据，则抛掷NumberFormatException类的异常，ReadInt和ReadDouble方法捕捉该异常，然后抛掷Exception异常。ExceptionDemo类在main方法中捕捉异常，调用Exception类的方法getMessage获取错误信息。【程序6.3】异常处理实例。

importjava.io.IOException;

classKeyboardInput{

staticintReadInt()throwsException

{

Stringstr=ReadLine();

try{

returnnewInteger(str).intValue(); //将读入的字符串转换为int

}catch(NumberFormatExceptione){ thrownewException("输入数据错误");

}

}

staticdoubleReadDouble()throwsException{

Stringstr=ReadLine();

try{

returnnewDouble(str).doubleValue(); //将读入的字符串转换为double

}catch(NumberFormatExceptione){

thrownewException("输入数据错误");

} }

staticStringReadLine()

{

charin;

Stringinputstr="";

try{

in=(char)System.in.read();

while(in!='\n'){

if(in!='\r')

inputstr=inputstr+in;

in=(char)System.in.read(); }

}

catch(IOExceptione){

inputstr="";

}

returninputstr;

}

}

publicclassExceptionDemo

{ publicstaticvoidmain(String[]args)

{

try{

System.out.println("Theinputdoubleis"+KeyboardInput.ReadDouble());

System.out.println("Theinputintegeris"+KeyboardInput.ReadInt());

}catch(Exceptione){

System.out.println(e.getMessage());

}

}

}

6.3异 常 的 类 型

6.3.1Java异常类层次

Java中的所有的异常类都是从Throwable类派生出来的。Throwable类有两个直接子类：Error和Exception。

Error类及其子类主要用来描述一些Java运行时系统内部的错误或资源枯竭导致的错误，普通的程序不能从这类错误中恢复。应用程序不能抛掷这种类型的错误，这类错误出现的几率是很小的。

另一个异常类的分支是Exception类和它的子类。在编程中，对错误的处理主要是对这类错误的处理。类Exception是普通程序可以从中恢复的所有标准异常的超类。

Exception类又有两个分支：从RuntimeException中派生出来的类和不是从RuntimeException类中派生的类。这是根据错误发生的原因进行分类的。

RuntimeException是程序员编写程序不正确所导致的异常，RuntimeException类的错误又包括：错误的强制类型转换(ClassCastException)、数组越界访问(IndexOutOfBoundsException)、空指针操作(NullPointerException)等。这类错误Java语言不强制要求程序捕获。而其他的异常则是由于一些异常的情况造成的，不是程序本身的错误，比如：输入/输出错误(IOException)、试图为一个不存在的类找到一个代表它的class类的对象(ClassNotFoundException)等。这类异常Java语言要求程序必须处理，如果发生异常的方法本身不处理该异常，则方法头部必须使用throws。6.3.2创建自己的异常类

用户定义异常类是通过派生Exception类来创建的，这种异常类可以包含一个“普通”类所包含的任何东西。下面就是一个用户定义异常类的例子，它包含一个构造函数、几个变量以及方法。例如：

classMyExceptionextendsException{

privateintErrorCode;

MyException(intecode){

super(“自定义的异常类型”);

ErrorCode=ecode;

}

publicintgetErrorCode(){

returnErrorCode;

}

}

定义上面的异常类后可以通过下面的语句抛掷MyException类的异常：

thrownewMyException(1);

程序6.4演示了异常类的定义、异常抛掷和捕捉。程序运行后从键盘输入10个英文字母，如果输入非英文字母的字符，则抛掷自定义的notLetterException类型的异常。【程序6.4】异常类的定义、异常抛掷和捕捉。

importjava.io.IOException;

classnotLetterExceptionextendsException{ //异常类定义

publicnot