《Java语言》-第6章 异常处理

Java语言程序设计第6章异常处理本章位置握异常的定义及其类型1掌握异常的处理机制2能力点掌握对异常的处理3第6章异常处理Java语言程序设计主要内容1异常和异常类2异常处理3案例分析4任务训练Java语言程序设计第6章异常处理6.1异常和异常类

在编写程序的时候，不论是简单程序，还是具备一定功能的复杂程序，在编写调试过程中，经常会对有问题的代码进行调试，在语法无误的情况下有时也会出现程序得不到预期的效果，对此类问题，在Java语言中，通过异常来进行处理。在Java语言中，程序运行出现的错误称为“异常”或“例外”，Java语言用面向对象的方法通过异常处理机制来处理错误。Java语言程序设计第6章异常处理

6.1.1异常的定义

在学习Java的异常概念之前，先看看下面的实例。

【例6-1】Java系统对“除数为0”异常的处理。

packagechapter06;

publicclassMathDemo{

publicstaticvoidmain(String[]args){

inta=0;

intb=30/a;//除数为0

System.out.println("b的值为:"+b);

}

}第6章异常处理6.1异常和异常类Java语言程序设计

在Java控制台上出现了图6-1所示界面，Java语言中规定除数不能为0，违反这一规则后，程序就会非正常的中止（产生异常）。

如上，异常（Exception）就是在程序运行过程中所产生的意外事件，它中断指令的正常执行。异常的表现有多种形式：算术运算错误（被0除或数溢出）、数组下标越界、I/O错误、内存用完、找不到文件、网络连接错误等。第6章异常处理6.1异常和异常类Java语言程序设计

6.1.2Java异常类及其层次结构

Java语言中，异常类是所有的“异常”的集合，Java中的异常对象是以类的层次结构进行组织的，异常就是这些异常类的实例。在异常类层次的最上层是Throwable（可抛出），用于表示所有的“异常”情况，是所有的异常的一个共同的祖先。每个异常类都是Throwable类的子类。Throwable类有两个直接子类：Exception类和Error类，其中Exception类是用户程序能够捕捉到的异常情况，通过产生它的子类来创建异常；Error类描述的是系统内部错误，一旦错误产生，是程序无法处理的错误，表示运行的应用程序中有较严重问题。第6章异常处理6.1异常和异常类Java语言程序设计

除了Java类库所定义的异常类之外，用户也可以通过继承已有的异常类来定义自己的异常类，并在程序中使用（利用throw产生，catch捕获）。

由图6-2可知，Java中的异常和错误的区别在于异常能被程序本身可以处理，错误是无法处理的。Exception异常分两大类：运行时异常和非运行时异常(编译异常)。程序中应当尽可能去处理这些异常。第6章异常处理6.1异常和异常类Java语言程序设计

运行时异常：都是RuntimeException类及其子类异常，如NullPointerException(空指针异常)、IndexOutOfBoundsException(下标越界异常)等，这些异常是不检查异常，程序中可以选择捕获处理，也可以不处理。这些异常一般是由程序逻辑错误引起的，程序应该从逻辑角度尽可能避免这类异常的发生。运行时异常的特点是Java编译器不会检查它，也就是说，当程序中可能出现这类异常，即使没有用try-catch语句捕获它，也没有用throws子句声明抛出它，也会编译通过。

非运行时异常（编译异常）：是RuntimeException以外的异常，但都属于Exception类及其子类。从程序语法角度讲是必须进行处理的异常，如果不处理，程序就不能编译通过。IOException、SQLException等以及用户自定义的Exception异常，一般情况下不自定义检查异常。表6-1、6-2和6-3分别描述了RuntimeException子类、IOException异常和其它常见异常产生的主要原因。

第6章异常处理6.1异常和异常类Java语言程序设计CompanyLogo第6章异常处理6.1异常和异常类Java语言程序设计CompanyLogo第6章异常处理Java语言程序设计6.1异常和异常类在程序执行代码时，发生了异常，程序会按照预定的处理方法对异常进行处理，异常处理完毕后，程序继续进行。

6.2.1异常处理机制

Java的异常处理机制为程序提供了异常处理的能力。所谓异常处理就是在程序中预先想好对异常的处理办法，当程序运行出现异常时，对异常进行处理，处理完毕后，程序继续执行。

在Java应用程序中，异常处理机制为：抛出异常和捕获异常。异常被看作对象，必须是Throwable类及其子类所产生的实例对象。当Java创建异常对象后，会发送给Java程序，这个动作称为抛出（throw）异常，程序捕捉到这个异常后，可以为该异常编写异常处理代码。

当运行得到异常对象时，系统将会寻找处理异常的方法，把当前异常对象交给该方法处理，这一过程称为捕获（catch）异常。如果没有主动可以捕获异常的方法，则系统将终止，程序退出运行状态。第6章异常处理6.2异常处理Java语言程序设计

6.2.2捕获异常

在Java中，异常通过try/catch/finally语句捕获。其一般语法形式为：

try{

//可能会发生异常的程序代码

}catch(Type1id1){

//捕获并处理try抛出的第1个异常类型

}catch(Type2id2){

//捕获并处理try抛出的第2个异常类型

}

//多个异常捕获并处理的异常

//捕获并处理try抛出的第n个异常类型

finally{

//无论是否发生异常，都将执行的语句块

}第6章异常处理6.2异常处理Java语言程序设计

try块：用于捕获异常。其后可接零个或多个catch块，如果没有catch块，则必须跟一个finally块。

catch块：用于处理try捕获到的异常。一个try块可能有多个catch块。若如此，则执行第一个匹配块。即Java虚拟机会把实际抛出的异常对象依次和各个catch代码块声明的异常类型匹配，如果异常对象为某个异常类型或其子类的实例，就执行这个catch代码块，不会再执行其它的catch代码块。

finally块：无论是否捕获或处理异常，finally块里的语句都会被执行。当在try块或catch块中遇到return语句时，finally语句块将在方法返回之前被执行。

try、catch、finally语句块的执行顺序：

（1）当try没有捕获到异常时：try语句块中的语句逐一被执行，程序将跳过catch语句块，执行finally语句块和其后的语句；

（2）当try捕获到异常，catch语句块里没有处理此异常的情况：当try语句块里的某条语句出现异常时，而没有处理此异常的catch语句块时，此异常将会抛给JVM处理，finally语句块里的语句还是会被执行，但finally语句块后的语句不会被执行；

（3)当try捕获到异常，catch语句块里有处理此异常的情况：在try语句块中是按照顺序来执行的，当执行到某一条语句出现异常时，程序将跳到catch语句块，并与catch语句块逐一匹配，找到与之对应的处理程序，其它的catch语句块将不会被执行，而try语句块中，出现异常之后的语句也不会被执行，catch语句块执行完后，执行finally语句块里的语句，最后执行finally语句块后的语句；第6章异常处理6.2异常处理Java语言程序设计

提醒：

（1）必须在try之后添加catch或finally块。try块后可同时接catch和finally块，但至少有一个块。

（2）必须遵循块顺序：若代码同时使用catch和finally块，则必须将catch块放在try块之后。

（3）可嵌套try-catch-finally结构。第6章异常处理6.2异常处理Java语言程序设计【例6-2】捕捉throw语句抛出的“除数为0”异常。Java语言程序设计第6章异常处理6.2异常处理

例6-2在try语句块中通过if语句进行判断，当“除数为0”的错误条件成立时引发ArithmeticException异常，创建ArithmeticException异常对象，并由throw语句将异常抛给Java运行时系统，由系统寻找匹配的异常处理器catch并运行相应异常处理代码，打印输出“程序出现异常，变量b不能为0。”try-catch语句结束，继续程序流程。

事实上，“除数为0”等ArithmeticException，是RuntimException的子类。而运行时异常将由运行时系统自动抛出，不需要使用throw语句。例6-2try语句块中，若将if语句去掉，程序运行时，会出现“除数为0”错误，引发ArithmeticException异常。运行时系统创建异常对象转而匹配合适的异常处理器catch，并执行相应的异常处理代码。

如例6-1所示，如果不捕捉、也不声明抛出运行时异常会自动出现错误提示：

Exceptioninthread"main"java.lang.ArithmeticException:/byzero

atchapter06.MathDemo.main(MathDemo.java:5)第6章异常处理6.2异常处理Java语言程序设计

2．多重catch捕获异常

对于有多个catch子句的异常程序而言，应该尽量将捕获底层异常类的catch子句放在前面，同时尽量将捕获相对高层的异常类的catch子句放在后面。否则，捕获底层异常类的catch子句将可能会被屏蔽。例如：RuntimeException异常类包括运行时各种常见的异常，ArithmeticException类和ArrayIndexOutOfBoundsException类都是它的子类。因此，RuntimeException异常类的catch子句应该放在最后面，否则可能会屏蔽其后的特定异常处理或引起编译错误。第6章异常处理6.2异常处理Java语言程序设计【例6-3】多重catch举例。Java语言程序设计第6章异常处理6.2异常处理在Java语言中，try语句是可以嵌套的，一个try语句的代码块中可以包含另外一个try语句。每当产生一个异常，将会先检查直接包抛出该异常的代码的try语句块，如果该语句块没有对该异常进行处理，异常将会被送到上一级的try语句中进行处理，直到该异常被处理为止。第6章异常处理6.2异常处理Java语言程序设计【例6-4】try语句的嵌套使用。Java语言程序设计第6章异常处理6.2异常处理3．try/catch/finally语句

finally语句块用来进行善后处理工作，完成一些资源释放，清理工作等。例如关闭try程序块中所打开的文件、断开网络连接等。第6章异常处理6.2异常处理Java语言程序设计【例6-5】带finally子句的异常处理程序。Java语言程序设计第6章异常处理6.2异常处理6.2.3声明异常

声明异常是指一个方法不处理它产生的异常，而是向上传递，谁调用这个方法，这个异常就由谁处理。换句话说，异常的声明的作用是告知方法的调用者，此方法有未处理的异常发生，需要进行异常处理，这样，调用者就会做出相应的处理。声明异常的格式为：

[修饰符]<返回类型>方法名（[参数列表]）throws异常列表

异常列表意指可以有多个异常出现，声明异常后，同样需要捕获和处理异常。第6章异常处理6.2异常处理Java语言程序设计【例6-6】声明异常举例。Java语言程序设计第6章异常处理6.2异常处理

6.2.4抛出异常

在捕获异常前，必须有代码产生异常对象，并把它抛出。抛出异常的代码一般是Java运行时系统自动完成的，但是如果程序员需要主动抛出异常，可以通过throw语句实现这样的效果。throw语句格式为：

throw异常对象第6章异常处理6.2异常处理Java语言程序设计【例6-7】主动抛出异常。Java语言程序设计第6章异常处理6.2异常处理

6.2.5自定义异常类

除了系统提供的异常类外，开发系统时，程序员往往需要自定义异常。自定义异常必须继承Throwable类或者它的子类，通常是继承Exception类。

在程序中使用自定义异常类，大体可分为以下几个步骤：

（1）创建自定义异常类。

（2）在方法中通过throw关键字抛出异常对象。

（3）如果在当前抛出异常的方法中处理异常，可以使用try/catch语句捕获并处理；否则在方法的声明处通过throws关键字指明要抛出给方法调用者的异常，继续进行下一步操作。

（4）在出现异常方法的调用者中捕获并处理异常。第6章异常处理6.2异常处理Java语言程序设计【例6-8】自定义异常。Java语言程序设计第6章异常处理6.2异常处理在Java应用程序中，输入姓名、性别及身份证号，并对身份证长度不等于18时，产生异常。第6章异常处理Java语言程序设计6.3案例分析6.3.1案例情景——身份验证程序6.3案例分析第6章异常处理Java语言程序设计6.3.2程序运行效果1．案例分析（1）定义Person类，有姓名（name）、性别（sex）、身份证号（id）三个属性，同时定义三个方法setName()、setSex