十六、异常处理

1. 异常概述

• 在程序中，错误可能产生于程序员没有预料到的各种情况，或者是超出了程序员可控范围的环境因素，如用户的坏数据、试图打开一个根本不存在的文件等。在JAVA中这种在程序运行时可能出现的一些错误称为异常。异常是一个在程序执行期间发生的事件，它中断了正在执行的程序的正常指令流。

• 有许多异常的例子，如空指针、数组溢出等。JAVA语言是一门面向对象的编程语言，因此，异常在JAVA语言中也是作为类的实例的形式出现的。当某一方法中发生错误时，这个方法会创建一个对象，并且把它传递给正在运行的系统。这个对象就是异常对象。通过异常处理机制，可以将非正常情况下的处理代码与程序的主逻辑分离，即在编写代码主流程的同时在其他地方处理异常。

2. 处理程序异常错误

• 为了保证程序有效执行，需要对发生的异常进行相应的处理。在JAVA中，如果某个方法发生异常，既可以在当前方法中进行捕捉，然后处理该异常，也可以将异常向上抛出，由方法调用者来处理。

捕捉异常

• JAVA语言的异常捕获结构由try、catch和finally三部分组成。其中，try语句块存放的是可能发生异常的JAVA语句；catch程序块在try语句块之后，用来激发被捕获的异常；finally语句块是异常处理结构最后执行部分，无论try语句块中的代码如何退出，都将执行finally语句块。
• 语法如下：

try{
  //程序代码块
}
catch(Exceptiontype1 e){
  //对Exceptiontype1的处理
}
catch(Exceptiontype2 e){
  //对Exceptiontype2的处理
}
......
finally{
  //程序块
}

try-catch语句块案例：

package lianxi3;
public class Take { // 创建类
    public static void main(String[] args) {
        try { // try语句中包含可能出现异常的程序代码
            String str = "lili"; // 定义字符串变量
            System.out.println(str + "年龄是："); // 输出的信息
            int age = Integer.parseInt("20L"); // 数据类型转换
            System.out.println(age);
        } catch (Exception e) { // catch语句块用来获取异常信息
            e.printStackTrace(); // 输出异常性质
        }
        System.out.println("program over"); // 输出信息
    }
}

运行结果：

• 从结果图中可以看出，程序仍然是输出最后的提示信息，没有因为异常而终止。在该例中将可能出现异常的代码用try-catch语句块进行处理，当try代码块中的程序语句发生异常时，程序就会调转到catch语句块中执行，执行完catch代码块中的代码块代码后，将继续执行catch代码块后的其他代码，而不会执行try代码中发生异常语句后面的代码。由此可见，JAVA的异常处理是结构化的，不会因为一个异常影响整个程序的执行。

• 有时为了编程简单会忽略catch语句后的代码，这样try-catch语句就成了一种摆设，一旦程序在运行过程中出现了异常，就会导致最终运行结果与期望的不一致，而发生的错误原因很难查找，所以最好在catch代码块中写入处理异常的语句。

finally语句块

完整的异常处理语句一定要包含finally语句，无论程序中有无异常发生，并且无论之间的try-catch是否顺利执行完毕，都会执行finally语句。在以下4种特殊情况下，finally不会被执行：

• 在finally语句块发生了异常
• 在前面的代码中使用了System.exit()退出程序
• 程序所在的线程死亡
• 关闭CPU

3. JAVA常见异常

4. 在方法中抛出异常

• 若某个方法可能会发生异常，但不想在当前方法中处理这个异常，则可以利用throws、throw关键字在方法中抛出异常。

使用throws关键字抛出异常：

package lianxi3;
public class Shoot { // 创建类
    static void pop() throws NegativeArraySizeException {
        // 定义方法并抛出NegativeArraySizeException异常
        int[] arr = new int[-3]; // 创建数组
    }
    public static void main(String[] args) { // 主方法
        try { // try语句处理异常信息
            pop(); // 调用pop()方法
        } catch (NegativeArraySizeException e) {
            System.out.println("pop()方法抛出的异常");// 输出异常信息
        }
    }
}

运行结果：

• 使用throws关键字将异常抛给上一级后，如果不想处理该异常，可以继续向上抛出，但是最终必须有能够处理该异常的代码。
• 如果是Error、RuntimeException或它们的子类，可以不使用throws关键字来声明要抛出的异常，编译仍能顺利通过，但在运行时会被系统抛出。

使用throw关键字抛出异常

• throw关键字通常用于方法体中，并且抛出一个异常对象。程序在执行到throw语句时立即终止，它后面的语句都不执行。通过throw抛出异常后，如果想在上一级中捕获并处理异常，则需要在抛出异常的方法中使用关键字throw在方法的声明中指明要抛出的异常；如果要捕捉throw抛出的异常，则必须使用try-catch语句块。

package lianxi3;
public class MyException extends Exception { // 创建自定义异常类
    String message; // 定义String类型变量

    public MyException(String ErrorMessagr) { // 父类方法
        message = ErrorMessagr;
    }

    public String getMessage() { // 覆盖getMessage()方法
        return message;
    }
}
public class Captor { // 创建类
    static int quotient(int x, int y) throws MyException { // 定义方法抛出异常
        if (y < 0) { // 判断参数是否小于0
            throw new MyException("除数不能是负数"); // 异常信息
        }
        return x / y; // 返回值
    }

    public static void main(String args[]) { // 主方法
        try { // try语句包含可能发生异常的语句
            int result = quotient(3, -1); // 调用方法quotient()
        } catch (MyException e) { // 处理自定义异常
            System.out.println(e.getMessage()); // 输出异常信息
        } catch (ArithmeticException e) { // 处理ArithmeticException异常
            System.out.println("除数不能为0"); // 输出提示信息
        } catch (Exception e) { // 处理其他异常
            System.out.println("程序发生了其他的异常"); // 输出提示信息
        }
    }
}

运行结果：

• 上述实例使用了多个catch语句来捕捉异常。如果调用quotient(3,-1)方法，将发生MyException异常，程序调转到catch(MyException e)代码块中执行；如果调用quotient(5,0)方法，会发生ArithmeticException异常，程序调转到catch(ArithmeticException e)代码块中执行；如果还有其他异常发生，将使用catch(Exception e)捕捉异常。由于Exception是所有异常的父类，如果将catch(Exception e)代码块放在其他两个代码块前面，后面的代码块将永远得不到执行，也就没有意义了，所以catch语句的顺序不可调换。

5. 异常的使用原则

JAVA异常强制用户去考虑程序的稳健性和安全性。异常处理不应用来控制程序的正常流程，其主要作用是捕获程序在运行时发生的异常并进行相应的处理。编写代码处理某个方法可能出现的异常时，可遵循以下几个原则：

• 在当前方法声明中使用try-catch语句捕捉异常
• 一个方法被覆盖时，覆盖它的方法必须抛出相同的异常或异常的子类
• 如果父类抛出多个异常，则覆盖方法必须抛出那些异常的一个子集，不能抛出新异常