第6章 异常处理PPT幻灯片.ppt

1、第6章 异常处理,1,2,主要内容,6.1 异常处理概述 什么是异常 为何采用异常处理 6.2 异常的分类与层次 6.3 异常的处理机制 对异常处理的进一步讨论 小结 作业,3,错误与异常,按照错误的性质分类： 语法错：是由于违反Java的语法规则而产生的错误，只要没有编译错误，才可生成字节码。 语义错（运行错）：程序在语法上正确，但在语义上存在错误，如输入数据格式错、除数为0错、给变量赋值超出其允许范围等，这类错误只能在运行时发现，有的还需进行异常处理。 逻辑错：程序编译通过，也可运行，但运行结果与预期不符。如由于循环条件不正确而没有结果，循环次数不对等因素导致的计算结果不正确等。只有凭借经

2、验排查。 异常（exception） ：在程序运行中由代码产生的一种错误。,java中的异常处理,4,6.1 异常处理概述,6.1.1 什么是异常 异常就是在程序的运行过程中所发生的意外事件，它中断指令的正常执行。 Java中提供了一种独特的处理异常的机制，通过异常来处理程序设计中出现的错误。 没有处理错误的程序: read-file openTheFile; determine its size; allocate that much memory; closeTheFile; ,5,6.1.2 为何使用异常处理,把出错处理和正常代码分开。比如有程序是处理文件，大家看流程，这个流程中充满了错

3、误可能。 readFile 打开文件；打不开咋办？ 判断大小;大小判断失败怎么办？（磁带） 分配内存;内存不够 读入内存;文件读不出来 关掉文件; 文件关不掉。 解决方法：写大量的if语句。,6,传统的错误检测和纠正,errorCodeType readFile initialize errorCode = 0; 打开文件; if (打开文件成功) 判断文件长 if (文件长取到) 分配内存 if (分内存成功) 读入内存 if (读文件失败) errorCode = -1; /读文件判断 else errorCode = -2; /分配内存失败 else errorCode = -3; /取

4、不到文件长 关闭文件; if (文件没关 ,7,从上面的流程可看出真正有用的代码不多，就五条而已，其它全部是判断错误用的，主要逻辑都被错误处理代码混得看不清了；程序可读性差；出错返回信息量太少；只把能够想到的错误考虑到，对以外的情况无法处理。 在Java中，处理这种情况的方法是利用异常处理，把出错处理和正常代码分开，Java异常处理通过5个关键字try,catch,finally,throw和throws进行管理。,8,在一个方法的运行过程中，如果发生了异常，则这个方法（或者是Java虚拟机）生成一个代表该异常的对象（包含了该异常的详细信息），并把它交给运行时系统，运行时系统寻找相应的代码来处

5、理这一异常。通常把生成异常对象并把它提交给运行时系统的过程称为抛出（throw）一个异常。 运行时系统在方法的调用栈中查找，从生成异常的方法开始进行回溯，直到找到包含相应异常处理的方法为止，这个过程称为捕获（catch）一个异常 如果Java运行时系统找不到可以捕获异常的方法，则运行时系统将终止，相应的Java程序也将退出。,9,就比如购买某件电子产品，使用过程中出现了故障，交由售后处理（抛出异常），售后根据客户提供的错误情况，去故障手册查找相应的错误所属，交由相应的维修人员处理（捕获异常），找到原因和解决方法，反馈给客户。,10,Java的解决方式,readFile /结构清楚，无需自己判断

6、，代码量小。 try 打开文件； 判断大小; 分配内存; 读入内存; 关掉文件; catch (文件打开失败) 处理代码； catch (大小取不到失败) 处理代码; catch (内存分配失败) 处理代码; catch (读取失败) 处理代码; catch (文件关闭失败) 处理代码; ,11,和传统的方法比较异常的优点:,1.把错误代码从常规代码中分离出来 2. 把错误传播给调 用堆栈 3. 按错误类型和 错误差别分组 4. 系统提供了对于一些无法预测的错误的捕获和处理 5. 克服了传统方法的错误信息有限的问题,12,6.2 异常类的分类与层次,6.2.1 异常类的层次结构 在jdk中，每

7、个包中都定义了异常类，而所有的异常类都直接或间接地继承于java.lang.Throwable类。当Java程序遇到不可预料的错误时，会实例化一个从Throwable类继承的对象。,13,异常类的结构层次,14, Error: 错误Error类指的是系统错误或运行环境出现的错误，这些错误一般是很严重的错误，即使捕捉到也无法处理，由Java虚拟机生成并抛出，包括系统崩溃、动态链接失败、虚拟机错误等，在Java程序中不做处理。 Exception: 异常Exception类则是指一些可以被捕获且可能恢复的异常情况，是一般程序中可预知的问题。,15,对于异常可分为两类： (1) 运行时异常：由系统检

8、测, ，该类异常在语法上不强制程序员必须处理，即使不处理这样的异常也依然可以成功编译，因为它是在程序运行时才有可能产生，比如除0异常,系统将它们交给缺省的异常处理程序.但是应通过调试程序尽量避免而不是使用try-catch-finally语句去捕获它。 (2) 非运行时异常：在程序中必须对其进行处理，否则编译器会指出错误。Java编译器要求Java程序必须捕获或声明所有的非运行时异常，如I/O操作中的异常,16,异常的分类,.,Throwable,Error,Exception,RuntimeException,缺省的异常 处理程序,由用户捕获或 声明并处理,不做处理,用户自己产生的异常,要处

9、理,17,6.2.2 Exception类,1. Exception类的构造方法 Exception类有两种构造方法： Exception()：没有指定的消息串，直接构造一个Exception。 Exception(String exp)：根据参数提供的消息串，创建一个Exception。 例如，创建一个异常对象： Exception myExp=new Exception(“异常！”);,18,2. 常用方法 Exception类的方法均继承自Throwable类，可以为程序提供一些有关异常的信息，常用方法如下： String getMessage() ：返回该异常所存储的描述性字符串。 S

10、tring toString()：返回异常对象的详细信息，包含该类名和指出所发生问题的描述性消息的字符串。 void printStackTrace()：将异常发生的路径，即引起异常的方法调用嵌套序列打印到标准错误流。 例如： System.out.println(myExp.getMessage(); 此语句可以将异常对象myExp的异常信息描述打印输出，在屏幕上显示“异常！”。,19,6.2.3 自定义异常类,在程序中，可以创建自定义的异常类。用户定义的异常必须继承自Throwable或Exception类,建议用Exception类. 用户定义的异常同样要用try-catch捕获,但必须

11、由用户自己抛出 throw new MyException. 可按照下面的方法自定义一个异常类： (1) 创建一个继承Exception类或者其它已存在的异常类的子类。 (2) 在该类中创建一个默认的无参数构造方法，该构造方法以适当的错误消息作为输入，调用它的超类的构造方法。 (3) 再增加一个带字符串参数的构造方法，该构造方法以适当的错误消息作为输入（还包括输入的字符串）来调用其超类相应的构造方法。,20,例如，定义一个继承于Exception类的用户自定义异常类，语句如下： class MyException extends Exception MyException() super(“数

12、据错误！”); MyException(String exp) super(exp); ,21,6.3 异常的处理机制,每当Java程序运行过程中发生一个可识别的运行错误时，即该错误有一个异常类与之相对应时，系统都会产生一个相应的该异常类的对象，即产生一个异常。一旦一个异常对象产生了，系统中就一定有相应的机制来处理它，确保不会产生死机、死循环或其他对操作系统的损害，从而保证了整个程序运行的安全性。这就是Java的异常处理机制。,22,Java中处理异常有两种方式：捕获异常、声明抛出异常。 捕获异常，就地解决，并使程序继续执行。属于现场解决问题的方式。使用trycatchfinally结构对异常

13、进行捕获和处理。 声明抛出异常，也就是将异常向外转移，即将异常抛出方法之外，由调用该方法的环境去处理。属于非现场方式，把异常交由专门的机构处理（异常处理函数或异常处理类）的方式。通过throws和throw抛出异常。,23,6.3.1 捕获异常,当Java运行时系统得到一个异常对象时，它将会沿着方法的调用栈逐层回溯，寻找处理这一异常的代码。找到能够处理这种类型的异常的方法后，运行时系统把当前异常对象交给这个方法进行处理，这一过程称为捕获(catch)异常。这是积极的异常处理机制。如果Java运行时系统找不到可以捕获异常的方法，则运行时系统将终止，相应的Java程序也将退出。,24,捕获异常是通

14、过try-catch-finally语句实现的。,捕获并处理异常 try /接受监视的程序块,在此区域内发生的异常,由catch中指定的程序处理 catch(要处理的异常种类和标识符) /处理异常 catch(要处理的异常种类和标识符) /处理异常 finally /最终处理 ,25,try-catch-finally语句,1. try 捕获异常的第一步是用try选定捕获异常的范围，所有可能抛出异常的语句都放入try模块中。 try模块中的语句是程序正常流程要执行的语句，但是在执行过程中有可能出现异常。 2. catch(必有) 每个try代码块可以伴随一个或多个catch语句，用于处理try

15、代码块中所生成的异常事件。catch语句只需要一个形式参数指明它所能够捕获的异常类型,这个类必须是Throwable的子类,运行时系统通过参数值把被抛弃的异常对象传递给catch块。,26,try-catch-finally语句,在catch块中是对异常对象进行处理的代码，与访问其它对象一样，可以访问一个异常对象的数据成员或调用它的方法。 getMessage( )是类Throwable所提供的方法，用来得到有关异常事件的信息，类Throwable还提供了方法printStackTrace( )用来跟踪异常事件发生时执行堆栈的内容。 例如：,27,try-catch-finally语句,try

16、. catch( FileNotFoundException e )System.out.println( message: +e.getMessage() );e.printStackTrace( System.out ); catch( IOException e )System.out.println(e.getMessage() ); catch(Exception e )System.out.println(e.getMessage() );,28,try-catch-finally语句,catch 语句的顺序：捕获异常的顺序和catch语句的顺序有关，当捕获到一个异常时，剩下的ca

17、tch语句就不再进行匹配。因此，在安排catch语句的顺序时，首先应该捕获最特殊的异常，然后再逐渐一般化。也就是一般先安排子类，再安排父类。,29,try-catch-finally语句,3.finally（可选）捕获异常的最后一步是通过finally语句为异常处理提供一个统一的出口，使得在控制流转到程序的其它部分以前，能够对程序的状态作统一的管理。不论在try代码块中是否发生了异常事件，finally块中的语句都会被执行。Case:例6.1 TryCatchSequence.java,30,Case:例6.1 TryCatchSequence.java,31,Case:例6.1 TryCat

18、chSequence.java,32,Case:例6.1 TryCatchSequence.java,【程序解析】 编译后在命令行状态执行，第一次执行未带有任何参数，则args0不存在，程序执行到b=Integer.parseInt(args0)语句时，发生数组下标越界异常，系统自动抛出ArrayIndexOutOfBoundsException异常，并退出try语句块，后面的语句不会被执行，该异常被第一个catch块捕获并处理，输出异常名及其发生的路径。最后执行finally语句块。 第二次执行参数为0，则args0获得值“0”，执行b=Integer.parseInt(args0)语句不会

19、产生异常，并使b=0，当执行c=a/b语句时，由于除数为0，产生算术运算异常，系统自动抛出Arithmetic- Exception异常，后面的语句不会被执行，退出try语句块，该异常被第二个catch块捕获并处理，输出异常名及其发生的路径。最后执行finally语句块。 第三次执行参数为5，此程序执行时不会产生任何异常，执行完try语句块中的所有语句之后，执行finally语句块。,33,常见的异常,ArithmeticException ArrayIndexOutOfBandsException ArrayStoreException IOException FileNotFoundExc

20、eption NullPointerException MalformedURLException NumberFormatException OutOfMemoryException,如果在使用能够产生异常的方法而没有捕获和处理，将不能通过编译,34,6.3.2 声明抛出异常,1. 抛出异常 在Java程序的执行过程中，如果出现了异常事件，就会生成一个异常对象。生成的异常对象将传递给Java运行时系统，这一异常的产生和提交过程称为抛出(throw)异常。 2. 声明抛出异常 一个方法不处理它产生的异常,而是沿着调用层次向上传递,由调用它的方法来处理这些异常,叫声明抛出异常（throws）.声

21、明抛出异常是一种消极的异常处理机制。,35,1. 抛出异常,抛出异常就是产生异常对象的过程，首先要生成异常对象，异常由虚拟机生成，或者由某些类的实例生成，也可以在程序中生成。 系统生成的异常一般被Java运行时系统自动抛出，由Java系统监测，在程序中使用try-catch块进行捕获，此种方式也称隐式抛出。 异常也可在方法中显式抛出，即手工抛出，尤其是用户自定义异常必须由用户自己抛出。显式抛出异常对象是通过throw语句实现的。,36,1. 抛出异常,显式抛出异常对象是通过throw语句实现的。 例如， 显式抛出系统定义异常： IOException e = new IOException()

22、; throw e ; / 显式抛出输入输出异常 抛出自定义异常对象： throw new myException(出现异常！);,37,可以抛出的异常必须是Throwable或其子类的实例。下面的语句在编译时将会产生语法错误，因为String类不是Throwable类的直接或间接子类： throw new String(want to throw); 在同一个方法中抛出异常和处理异常。 Case:例6.2 SeqStack.java,38,2. 声明抛出异常,如果在一个方法中生成了一个异常，但是这一方法并不确切地知道该如何对这一异常事件进行处理，这时，一个方法就应该声明抛弃异常，使得异常对象

23、可以从调用栈向后传播，直到有合适的方法捕获它为止。 也就是说抛出异常的方法和处理异常的方法不是同一个方法时，则需声明抛出异常。 用方法声明中的throws子句指明。例如：public int read () throws IOException.,39,throws子句中同时可以指明多个异常，之间由逗号隔开。例如： public static void main(String args) throws IOException, IndexOutOfBoundsException Case: 例6.3 SeqStack2.java,40,对异常处理的进一步讨论：,（1）对Error类或其子类的对象，程序中不必进行处理。 （2）对RuntimeException类或其子类，程序中可以不必进行处理。