Java -入門異常（自學筆記）（郝斌）

1、什麼是異常

異常(Exception)是程序運行過程中發生的事件，該事件可以中斷程序指令的正常執行流程

異常的處理機制(重點)

當Java程序運行出現問題時，系統會自動檢測到該錯誤，並立即生成一個與該錯誤對應的異常對象
然後把該異常對象提交給Java虛擬機
Java虛擬機會自動尋找相應的處理代碼來處理這個異常，如果沒有找到，則由Java虛擬機做一些簡單的處理後，程序被強行終止！
程序員可以自己編寫代碼來捕捉可能出現的異常，並編寫代碼來處理相應的異常

throw

throw用來拋出異常
格式：
- throw new 異常名（參數）
假設f方法拋出了A類異常，則f方法有兩種方式來處理A異常
1. throws A
  - 誰調用f方法，誰處理A類異常，f方法本身不處理A類異常
2. try{··· ···}catch( ){··· ···}
  - f方法本身自己來處理A類異常

/**這個程序建議看完全篇再回來看*/
class DivisorIsZeroException extends Exception 
{
    public DivisorIsZeroException(String errormessage)
    {
        super(errormessage);
    }
}
class A
{
    int divide(int a, int b) throws DivisorIsZeroException
    {
        // try
        // {
        //     if(0 == b)
        //     {
        //         throw new DivisorIsZeroException("除數不能爲零!");
        //     }
        // }
        // catch(DivisorIsZeroException e)
        // {
        //     e.printStackTrace();//打印錯誤信息的路徑
        // }
        if(0 == b)
        {
            throw new DivisorIsZeroException("除數不能爲零!");
        }

        int m = a/b;
        return m;
    }
}
public class TestA
{
    public static void main(String[] args)
    {
        A aa = new A();
        // aa.divide(6,2);
    }
}

要拋出的異常必須得是Throwable的子類
例子：

void f() throws A
{
  ··· ···
  ··· ···
}

throws A表示調用f方法時f方法可能會拋出A類異常，建議您調用f方法時最好對f方法可能拋出的A類異常進行捕捉
throws A不表示調用f方法時一定會拋出A類異常
throws A，f方法也可以不拋出A類異常
thorws A不表示調用f方法時，必須的對A異常進行捕捉
假設A是RuntimeException的子類異常
由於RuntimeException的子類異常可以處理也可以不處理，所以編譯器允許你調用f方法時，對f方法拋出的RuntimeException的子類異常不進行處理
強烈建議你
對throws出的所有異常進行處理
如果一個方法內部已經對A異常進行了處理，則就不要再throws A

2、爲什麼需要異常

我們再引入異常處理之前先舉一個例子：

C語言中的異常

#include <stdio.h>
int divide(int a,int b)
{
    int m;
    m = a/b;
    return m;
}
int main()
{
    // printf("%d\n",divide(6,3));
    printf("%d\n",divide(6,0)); 
    return 0;
}

執行以下命令：
  ————————————————————————
  ➜  JAVA gcc Test46.c
  ➜  JAVA ./a.out
  ————————————————————————
  
  程序運行示例：
  ————————————————————————
  [1]    1647 floating point exception  ./a.out
  ————————————————————————

因爲除數爲0，所以導致C程序在運行的時候崩潰

Java 中的異常

class A
{
    int divide(int a,int b)
    {
      	//System.out.printf("1111\n");
        int m = a/b;
       // System.out.printf("2222\n");
        return m;
    }

}
public class Test46
{
    public static void main(String[] args)
    {
        A aa = new A();
      	aa.divide(6,0);  //編譯時，無錯，運行時，有錯
        System.out.printf("今天我很高興，因爲我和世界的關係很nice\n");
    }
}

執行以下命令：
  ————————————————————————
➜  JAVA javac Test46.java
➜  JAVA java Test46      
  ————————————————————————
  
  程序運行示例：
  ————————————————————————
  Exception in thread "main" java.lang.ArithmeticException: / by zero
        at A.divide(Test46.java:5)     //程序第五行異常出錯
        at Test46.main(Test46.java:16)  	//程序第十六行異常出錯
  ————————————————————————

因爲這個程序也是除數是0，所以程序運行出現異常

**我們在程序的第六行的前後分別插入: **

 System.out.printf("1111\n");  //插入第六行的前面
System.out.printf("2222\n");		//插入第六行的後面

執行以下命令：
  ————————————————————————
➜  JAVA javac Test46.java
➜  JAVA java Test46      
  ————————————————————————
  
  程序運行示例：
  ————————————————————————
1111
Exception in thread "main" java.lang.ArithmeticException: / by zero
        at A.divide(Test46.java:6)
        at Test46.main(Test46.java:17)
  ————————————————————————

再次證明程序在第六行異常出錯終止程序

3、異常的處理機制

class A
{
    int divide(int a,int b)
    {
        // System.out.printf("1111\n");
        int m = a/b;
        // System.out.printf("2222\n");
        return m;
    }

}
public class Test46
{
    public static void main(String[] args)
    {
        A aa = new A();
        // aa.divide(6,0);  //編譯時時，無錯，運行時，有錯
        try
        {
            aa.divide(6,0);
        }
        catch(ArithmeticException e)   //算術異常 e用來接收23行拋出的異常對象    
        {   
            e.printStackTrace();//可以簡單理解爲輸出該異常的具體信息
            System.out.printf("除零錯誤，你的程序出錯了！\n");
        }
        System.out.printf("今天我很高興，因爲我和世界的關係很nice\n");
    }
}

執行以下命令：
  ————————————————————————
➜  JAVA javac Test46.java
➜  JAVA java Test46      
  ————————————————————————
  
  程序運行示例：
  ————————————————————————
java.lang.ArithmeticException: / by zero
        at A.divide(Test46.java:6)
        at Test46.main(Test46.java:20)
除零錯誤，你的程序出錯了！
今天我很高興，因爲我和世界的關係很nice
  ————————————————————————

把可能會出錯的語句放入語句

try
{
  ··· ···
}
catch
{
  
}

中的try{ } 語句塊。如果該語句符合規範的，則不會對該語句進行處理，即程序會自動跳過==catch{}==語句執行其下一行語句，示例：

class A
{
    int divide(int a,int b)
    {
        int m = a/b;
        return m;
    }

}
public class Test46
{
    public static void main(String[] args)
    {
        A aa = new A();
        // aa.divide(6,0);  //編譯時時，無錯，運行時，有錯
        try
        {
            aa.divide(6,2);
        }
        catch(ArithmeticException e)   //算術異常 e用來接收23行拋出的異常對象    
        {   
            e.printStackTrace();//可以簡單理解爲輸出該異常的具體信息
            System.out.printf("除零錯誤，你的程序出錯了！\n");
        }
        System.out.printf("這是catch語句的下一條語句，因爲返回值可以正常輸出\n");
        System.out.printf("今天我很高興，因爲我和世界的關係很nice\n");
    }
}

執行以下命令：
  ————————————————————————
➜  JAVA javac Test46.java
➜  JAVA java Test46      
  ————————————————————————
  
  程序運行示例：
  ————————————————————————
這是catch語句的下一條語句，因爲返回值可以正常輸出
今天我很高興，因爲我和世界的關係很nice
  ————————————————————————

補充：

public class Test48
{
    public static void main(String[] args)
    {
        int m = 99;
        try
        {
            m = 2;
        }
        catch(Exception e)
        {

        }
        System.out.printf("m = %d\n",m);
    }
}

執行以下命令：
  ————————————————————————
➜  JAVA javac Test48.java
➜  JAVA java Test48      
  ————————————————————————
  
  程序運行示例：
  ————————————————————————
m = 2
  ————————————————————————

若把第五行的m未初始化，即修改第五行爲

int m;

執行以下命令：
  ————————————————————————
➜  JAVA javac Test48.java 
  ————————————————————————
  
  程序運行示例：
  ————————————————————————
Test48.java:14: 錯誤: 可能尚未初始化變量m
        System.out.printf("m = %d\n",m);
                                     ^
1 個錯誤
  ————————————————————————

爲什麼？

倘若我們把14行的輸出語句放入==try{}==語句內，即

public class Test48
{
    public static void main(String[] args)
    {
        int m;
        try
        {
            m = 2;
            System.out.printf("m = %d\n",m);
        }
        catch(Exception e)
        {

        }
        // System.out.printf("m = %d\n",m);
    }
}

執行以下命令：
  ————————————————————————
➜  JAVA javac Test48.java 
  ————————————————————————
  
  程序運行示例：
  ————————————————————————
m = 2
  ————————————————————————

同樣是局部變量m，爲什麼這個m可以在try{}塊內部輸出，但是卻不能在try{}塊之外輸出呢？

因爲try{}語句存放程序中可能存在風險的語句，換句話說，對於其花括號裏的語句，運行程序時並不一定保證能夠順利執行，否則程序員也就不會把好好的語句朝==try{}語句塊裏塞了，綜上，倘若try{}==語句未能順利執行，則對於讓JAVA輸出未初始化的的局部變量是不允許的。

異常的分類：

Throwable(拋出)
- Error(嚴重的錯誤)
  - 由Java虛擬機生成並拋出，包括動態鏈接失敗、虛擬機錯誤等，Java程序無法對此錯誤進行處理。
- Exception(此集合中的異常必須處理)
  - 一般程序中可預知的問題，其產生的異常可能會帶來意想不到的結果，因此==Java編譯器要求Java程序必須捕獲或聲明所有的非運行時異常==
- RuntimeException(此集合的異常可處理可不處理)
  - Java虛擬機在運行時生成的異常，如被0除等系統錯誤、數組下標越界等，其產生比較頻繁，處理麻煩，對程序可讀性和運行效率影響太大。因此由系統檢測，用戶可不做處理，系統將它們交給缺省的異常處理程序（當然，必要時，用戶可對其處理）

Error 是系統錯誤，程序員無法處理這些異常
Exception 是程序員可以捕獲並處理的異常
RuntimeException的子類異常，是你可以處理也可以不處理的異常
凡是繼承自Exception但又不是RuntimeException子類的異常我們都必須的捕獲並進行處理

4、異常處理步驟：

thorw try catch finally throws

try
{
    可能出現異常的代碼塊
}
catch(ExceptionName1)
{
    當產生ExceptionName1 異常時的處理措施
}
catch(ExceptionName2)
{
    當產生ExceptionName2 異常時的處理措施
}
··· ···
finally
{
    無論是否捕捉到異常都必須處理的代碼
}

首先在出現異常的語句周圍查找是否有**try{} 和catch{} **語句
其次在主調函數中的調用語句附近查找是否有**try{} 和catch{} **語句
如果都沒有，則有Java虛擬機簡單處理**（終止程序）**

5、自定義異常

==public Exception（String message）==含義
異常與重寫關係

6、異常的優缺點

下面說一些目前爲止關於異常的困惑：

目前爲止if····else···語句似乎完全可以替代異常處理機制
顯然，在某些方法上似乎是的，但是這不是完全的，下面就具體列舉一些例子：

import java.util.*;

public class Test50
{
    public static void main(String[] args)
    {
        Scanner sc = null;
        try
        {
            sc = new Scanner(System.in);
            int i = sc.nextInt();//輸入的字符類型a與int類型不匹配
            System.out.printf("%d\n",i);

        }
        catch(InputMismatchException e)
        {
            System.out.println("讀取錯誤，程序將終止");
        }
    }
}

程序運行示例：
  ——————————————————————
  ➜  JAVA javac Test50.java
➜  JAVA java Test50      
a
讀取錯誤，程序將終止
➜  JAVA java Test50
34
34
➜  JAVA 
  ——————————————————————

本程序出現的問題是無法通過邏輯判斷來解決的問題Java提供的異常處理機制可以很好的解決這個問題

異常的優點

沒有錯誤處理的程序：
- openTheFile
- determine its size
- Allocate that much memory
- read-file
- closeTheFile

以常規方法處理錯誤：

openFile:
if(the FileOpen)
{
    determine the length of the file;
    if(gotTheFileLength)
    {
        allocate that much memory;
        if(gotEnoughtMemory)
        {
            read the file into memory;
            if(readFailed) errorCode = -1;
            else errorCode = -2;
        }
        else
            errorCode = -3;
    }
    else    
        errorCode = -4;
}
else
    errorCode = -5;

以常規方法處理錯誤存在的問題

觀察前面的程序，大家會發現大部分精力花在出錯處理上了
只把能夠想到的錯誤考慮到，對以外的情況無法處理
程序可讀性差，大量的錯誤處理代碼混雜在程序中
出錯返回信息量少，無法更確切的瞭解錯誤狀況或原因

用異常的形式處理錯誤：

{

    try
    {
        openFile;
        determine the length of the file;
        allocate that much memory;
        read-File;
        closeTheFile;
    }
    catch(fileopenFailed)   {dosomething}
    catch(sizeDetemineFailed) {dosomething}
    catch(memoryAllocatedFailed) {dosomething}
    catch(readFailed)           {dosomething}
    catch(fileCloseFailed)      {dosomething}

    finally                 {dosomething}
}

優點

強制程序員考慮程序的安全性與健壯性
增強了程序員對程序的可控性
有利於代碼的調試
把錯誤處理代碼從常規代碼中分離出來

注意：

異常並不一定能夠使程序的邏輯更清晰
- 因爲有時我們必須得編寫代碼捕捉異常，所以可能會導致程序的邏輯非常混亂
異常並不能解決所有的問題

7、常見異常舉例：

常見異常之空指針異常

class Person
{
    public int age;
}
public class TestNullPointerException
{
    public static void main(String[] args)
    {
        Person p = null;		//定義指針賦爲空
        System.out.println(p.age);
    }
}

程序運行示例：
  ——————————————————————
➜  JAVA javac TestNullPointerException.java
➜  JAVA java TestNullPointerException      
Exception in thread "main" java.lang.NullPointerException
        at TestNullPointerException.main(TestNullPointerException.java:10)
  ——————————————————————

解決辦法：

class Person
{
    public int age;
}
public class TestNullPointerException
{
    public static void main(String[] args)
    {
        // Person p = null;
        Person p = new Person();
        System.out.println(p.age);  //age在未初始化的情況下，系統自動爲其賦值爲0
    }
}
程序運行示例：
  ——————————————————————
➜  JAVA javac TestNullPointerException.java
➜  JAVA java TestNullPointerException      
0
  ——————————————————————

常見異常之下標越界異常

public class TestIndexOutOf
{
    public static void main(String[] args)
    {
        String friends[] = {"Lisa","Bily","Kessy"};
        for(int i = 0; i < 5; i++)
        {
            System.out.println(friends[i]);
        }

        System.out.println("\nthis is the end");
    }
}

程序運行示例：
  ——————————————————————
➜  JAVA javac TestIndexOutOf.java                        
➜  JAVA java TestIndexOutOf                        
Lisa
Bily
Kessy
Exception in thread "main" java.lang.ArrayIndexOutOfBoundsException: Index 3 out of bounds for length 3
        at TestIndexOutOf.main(TestIndexOutOf.java:8)
  ——————————————————————

常見異常之除數爲0異常

class A
{
    int divide(int a, int b)
    {
        return a/b;
    }
}
public class TestArithExcep
{
    public static void main(String[] args)
    {
        A aa = new A();
        int i = aa.divide(3,0);
        System.out.println(i);
    }
}
程序運行示例：
  ——————————————————————
➜  JAVA javac TestArithExcep.java
➜  JAVA java TestArithExcep              
Exception in thread "main" java.lang.ArithmeticException: / by zero
        at A.divide(TestArithExcep.java:5)
        at TestArithExcep.main(TestArithExcep.java:13)
  ——————————————————————

8、異常處理的兩種方式：

import java.io.*;
class A
{
    public void f() throws IOException    //throws語句表示交給主調函數處理 //第二種方法
    {
        /* 第一種方法
        try
        {
            throw new IOException();        //throw不表示拋異常
        }
        catch(IOException e)
        {

        }
        */
        throw new IOException();        //throw不表示拋異常
          
    }
}
public class TestExcep
{
    public static void main(String[] args) throws IOException   /*throws語句表示交給Java虛擬機處理*/ //第二種方法
    {
        A aa = new A();
        aa.f();
        // try   //第一種方法
        // {
        //     aa.f();
        // }
        // catch(IOException e)
        // {

        // }

    }
}

9、Finally的作用

無論try所指定的程序塊中是否拋出異常，也無論catch語句的異常類型是否與所拋棄的異常的類型一致，finally中的代碼一定會得到執行
finally語句爲異常處理提供一個統一的出口，使得在控制流程轉到程序的其他部分以前，能夠對程序的狀態作統一的管理
通常在finally語句中可以進行資源的清除工作，如關閉打開的文件、刪除臨時文件等

10、注意問題

所有的catch只能有一個被執行
有可能所有的catch都沒有執行
先catch子類異常再catch父類異常
- 如果先catch父類異常再catch子類異常，則編譯出錯
catch與catch之間不能有其他代碼
重寫方法拋出的異常的範圍不能大於被重寫方法排除的異常範圍

Java -入門異常（自學筆記）（郝斌）

1、什麼是異常

異常的處理機制(重點)

throw

2、爲什麼需要異常

我們再引入異常處理之前先舉一個例子：

C語言中的異常

Java 中的異常

3、異常的處理機制

異常的分類：

Throwable(拋出)

4、異常處理步驟：

5、自定義異常

6、異常的優缺點

異常的優點

以常規方法處理錯誤存在的問題

優點

注意：

7、常見異常舉例：

常見異常之空指針異常

常見異常之下標越界異常

常見異常之除數爲0異常

8、異常處理的兩種方式：

9、Finally的作用

10、注意問題

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Java -入門 異常（自學筆記）（郝斌）

1、什麼是異常

異常的處理機制(重點)

throw

2、爲什麼需要異常

我們再引入異常處理之前先舉一個例子：

C語言中的異常

Java 中的異常

3、異常的處理機制

異常的分類：

Throwable(拋出)

4、異常處理步驟：

5、自定義異常

6、異常的優缺點

異常的優點

以常規方法處理錯誤存在的問題

優點

注意：

7、常見異常舉例：

常見異常之空指針異常

常見異常之下標越界異常

常見異常之除數爲0異常

8、異常處理的兩種方式：

9、Finally的作用

10、注意問題

Java -入門異常（自學筆記）（郝斌）