Java的”异常“超详细讲解

黎鹤舞

发布于 2024-03-19 15:21:13

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发布于 2024-03-19 15:21:13

文章被收录于专栏：黎鹤舞的编程技术栏

Java的”异常“超详细讲解

前言：

我们在写代码的时候，经常会遇到错误，并且编译器会给出相关提示如：

这里就会显示 ArrayIndexOutOfBoundsException *（数组越界）*错误。并且会提示报错的行号。

同时我们发现 ArrayIndexOutOfBoundsException 是可以点击进去的，点击进去之后会发现是一个JDK自带的类

由此我们可以知道：

在Java中，不同类型的异常，都有与其对应的类来进行描述，也可以说异常也是一种类

但是我们在日常编写项目时，错误是时常发生的。我们作为程序员当然不希望一个项目时不时的崩溃。

在此之前，我们通常对代码可能出现的潜在问题用 条件判断来进行处理：，下面我以一个简略的游戏进行演示：

可以看到当条件一旦增加，代码就会非常臃肿，并且难以后续对功能进行增加和修改。

所以我们必须要学会如何使用，以及处理异常的方式!!

一、异常的分类：

Throwable：是异常体系的顶层类，其派生出两个重要的子类, Error 和 Exception
Error： **指的是Java虚拟机无法解决的严重问题，**比如：JVM的内部错误、资源耗尽等，典型代表：StackOverflowError(栈溢出错误）和OutOfMemoryError
Exception： 异常产生后程序员可以通过代码进行处理，使程序继续执行。而异常又分为运行时异常和编译时异常；
1. 编译时异常： 编译无法通过，编译器会进行提醒。也称为受检查异常(Checked Exception)
2. 运行时异常： 可以通过编译，但是运行后会报错。也称为非受检查异常(Unchecked Exception) 常见的 NullPointerException（空指针异常）、ArrayIndexOutOfBoundsException（数组越界异常）都属于运行时异常。

二、异常的处理：

1.异常的抛出：

在编写程序时，如果程序中出现错误，此时就需要将错误的信息告知给调用者

关键字：throw 语法：throw new 异常类型（要告知的信息）；

代码案例：

public static void func(int[] arrays) {
    //如果传递的是一个空数组，抛出异常
    if(arrays == null) {
        //这里的NullPointerException是Java自带的一个类
        throw new NullPointerException("你传递了一个空指针");
    }
}
public static void main(String[] args) {
    int[] arrays = null;
    func(arrays);
}

运行结果：

注意事项

异常抛出 必须写在方法内部！！！（由方法来实现抛出）
抛出对象必须是Exception或是其子类
默认情况下：RuntimeException及其子类可以通过JVM处理
异常一旦抛出，其后的代码就不会执行

我们可以看到，在IDEA中，如果异常后还有代码，会直接提示编译错误（因为无法被执行！）

2. 异常声明：

关键字： throws 语法格式：修饰符返回值类型方法名(参数列表) throws 异常类型1，异常类型2…{ }

如果我们在使用方法是，有编译时异常（编译器警告），可以使用throws来声明这个异常可能会存在，这样就可以通过编译时异常了。

下面我以clone方法为例子：如果不对main函数进行异常声明，会提示clone编译错误（无法确定能否被克隆）

我们在main函数（使用者）后加入声明：throws CloneNotSupportedException

发现编译错误消失，可以正常运行：

class Student implements Cloneable{
    public String name;
    public int age;

    //构造方法:
    public Student(String name, int age) {
        this.name = name;
        this.age = age;
    }

    @Override
    protected Object clone() throws CloneNotSupportedException {
        return super.clone();
    }
}
public class CloneTest {

    public static void main(String[] args) throws CloneNotSupportedException {
        Student s1 = new Student("张三",18);
        Student s2 = (Student) s1.clone();
    }
}

注意事项

throws必须跟在方法的参数列表之后
声明的异常必须是 Exception 或者 Exception 的子类
方法内部如果抛出了多个异常，throws之后必须跟多个异常类型，之间用逗号隔开，如果抛出多个异常类型具有父子关系，直接声明父类即可。
调用声明抛出异常的方法时，调用者必须对该异常进行处理，或者继续使用throws抛出

3.异常捕捉：

关键字：try - catch 语法格式： try{ // 将可能出现异常的代码放在这里 }catch(要捕获的异常类型 e){ //异常处理内容 }[catch(异常类型 e){ // 对异常进行处理 }finally{ // 此处代码一定会被执行到 }]

解释：

try { }: 内部放的是可能出现异常的代码块（也有可能没有异常）如果出现异常，则异常后续的代码均不会被执行，直接跳转到对应异常类的的catch内容
catch（）{ }
1. （）小括号内是异常类类名 + 实例化的对象名（这里通常习惯用e表示）
2. { } 花括号内表示的对应的异常处理内容
3. 可以存在多个catch
4. 也可以一个catch内写多个异常类型，只需要一个实例化对象名，中间用 | 隔开
（不推荐用此写法，无法判断异常类型！！)
finally{ } finally{}内的代码块，无论异常发生与否，始终会被执行 通常被用于资源的关闭，对资源进行回收。

注意事项：

try块内抛出异常位置之后的代码将不会被执行
如果抛出异常类型与catch时异常类型不匹配，即异常不会被成功捕获，也就不会被处理，继续往外抛，直到 JVM收到后中断程序----异常是按照类型来捕获的
try中可能会抛出多个不同的异常对象，则必须用多个catch来捕获----即多种异常，多次捕获
如果异常存在父子类关系，则必须子类在前（catch），父类在后（catch） 因为如果父类在前，子类内容无法被执行，肯定会被父类捕获(catch)

这里就是因为父类 RuntimeException在前，后续的InputMismatchException无法被执行，出现编译错误。 子类在前则只会抛出子类的异常，而不会抛出父类的异常。

finally中的代码一定会执行的，且是最后执行。一般在finally中进行一些资源清理的扫尾工作

   public static int func3() {
       Scanner scanner = new Scanner(System.in);
       try{
           int a = scanner.nextInt();
           return a;
       } catch (InputMismatchException e) {
           //InputMismatchException是错误输入类型异常
           // (这里我想要输入的是int，但是输入String就会报此错误)
           e.printStackTrace();
           System.out.println("发生了InputMismatchException异常");
   
       }finally {
           scanner.close();
           System.out.println("Scanner资源已经关闭!!!");
           return 100;
       }
   
   }
   
   public static void main(String[] args) {
   
       int ret = func3();
       System.out.println(ret);
   }

注意这里，try语句中已经有了return 语句了， 正常情况下输出的结果是你输入的数；

我们进行输入测试：

我们会发现最终return的值是100，即为finally return的值，

这说明：finally不仅一定会执行，而且可以在return之后最后执行。

三、自定义异常类：

既然异常是一个类，那我们肯定也能通过定义类，来定义一个自定义的异常类型。

具体如何定义呢 ?，我们可以仿照已知的异常类，这里是NullPointerException为例子：

其定义方法为：

要继承RuntimeException类（异常父类）或者是 Exception类。
重写构造方法并调用父类的构造，用来传递发生错误的字段

下面我以一个简单的登录代码来进行演示：

首先是 登录功能类：

public class Login {

    //这里是字段:
    public String userName;
    public String passWord;

    //进行简单的逻辑判断
    public void login(String userName,String passWord) {

        //如果输入的信息不匹配该类的成员信息，抛出自定义异常!(这里只抛出，不解决)
        if(!this.userName.equals(userName)) {
            throw new UserNameException("账户名输入错误!!!");
        }
        if(!this.passWord.equals(passWord)) {
            throw new PassWordException("密码输入错误!!!");
        }
    }

    //构造函数

    public Login(String userName, String passWord) {
        this.userName = userName;
        this.passWord = passWord;
    }
}

自定义类：

首先是用户名错误的异常类：

public class UserNameException extends RuntimeException {
    public UserNameException() {
        super();
    }

    public UserNameException(String userName) {
        super(userName);
    }
}

其次是密码错误类:

public class PassWordException extends RuntimeException{

    public PassWordException() {
    }

    public PassWordException(String message) {
        super(message);
    }
}

在主函数中实例化：

public class Main {

    public static void main(String[] args) {

        try {
            Login login = new Login("admin","123123");
            login.login("admin","123");
        }catch (UserNameException e) {
            //打印函数栈信息
            e.printStackTrace();
        }catch (PassWordException e) {
            //打印函数栈信息
            e.printStackTrace();
        }finally {
            System.out.println("finally被执行，程序继续...");
        }

    }
}

输出结果：显示了自定义的异常类型 PassWordException