黑马程序员---7、异常类

异常类

1、异常（Exception）概念

       从字面理解，异常(Exception)就是超出了程序员预计的某些特殊情况，不在正常的情况之列。

       在 Java 中，所有的异常都有一个共同的祖先 Throwable（可抛出）。Throwable 指定代码中可用异常传播机制通过 Java 应用程序传输的任何问题的共性。

        Throwable 有两个重要的子类：Exception（异常）和 Error（错误），二者都是 Java 异常处理的重要子类，各自都包含大量子类。

       Exception（异常）是应用程序中可能的可预测、可恢复问题。一般大多数异常表示中度到轻度的问题。异常一般是在特定环境下产生的，通常出现在代码的特定方法和操作中。在 EchoInput 类中，当试图调用 readLine 方法时，可能出现 IOException 异常。

Error（错误）表示运行应用程序中较严重问题。大多数错误与代码编写者执行的操作无关，而表示代码运行时 JVM（Java 虚拟机）出现的问题。例如，当 JVM 不再有继续执行操作所需的内存资源时，将出现 OutOfMemoryError。

        Exception 类有一个重要的子类 RuntimeException。RuntimeException 类及其子类表示“JVM 常用操作”引发的错误。例如，若试图使用空值对象引用、除数为零或数组越界，则分别引发运行时异常（NullPointerException、ArithmeticException）和 ArrayIndexOutOfBoundException。

    下图是java异常的类层次结构图：

 

【例】认识异常

public class ExceptionDemo2 {

public static void main( String args[ ] ){

int a = 0;

System.out.println( 5/a );

}

}

程序运行结果如下：

Exception in thread "main" java.lang.ArithmeticException: / by zero

at ExceptionDemo2.main(ExceptionDemo2.java:5)

1、处理异常 

      在 Java 应用程序中，使用try-catch-finally语句来捕获并处理异常。其语法结构如下：

try{

……            //可能会产生异常的程序代码

}

catch（Exception_1 e1）{   //处理异常Exception_1的代码  }

catch（Exception_2 e2）{   //处理异常Exception_2的代码  }

……

catch（Exception_n en）{   //处理异常Exception_n的代码  }

[finally{ //通常是释放资源的程序代码}]

【例】异常处理1

     public class ExceptionDemo2 {

     public static void main( String args[ ] ){

     int a = 0;

     try{

      System.out.println( 5/a );

          }catch ( Exception e){

        System.out.println("处理异常！");

           }finally{

      System.out.println("finally!");

     }

     }

     }

其中：

    (1)try 块：将一个或者多个语句放入 try 时，则表示这些语句可能抛出异常。编译器知道可能要发生异常，于是用一个特殊结构评估块内所有语句。

    (2)catch 块：当问题出现时，一种选择是定义代码块来处理问题，catch 块的目的便在于此。catch 块是 try 块所产生异常的接收者。基本原理是：一旦生成异常，则 try 块的执行中止，JVM 将查找相应的 JVM。

    (3)finally 块：还可以定义 finally 块，无论运行 try 块代码的结果如何，该块里面的代码一定运行。在常见的所有环境中，finally 块都将运行。无论 try 块是否运行完，无论是否产生异常，也无论是否在 catch 块中得到处理，finally 块都将执行。

    (4)try-catch-finally 规则：

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。

    (5)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。

    (6)catch 块与相应的异常类的类型相关。

    (7)一个 try 块可能有多个 catch 块。若如此，则执行第一个匹配块。

    (8)可嵌套 try-catch-finally 结构。

2、声明异常

    声明抛出异常是一个子句，必须加在方法头部的后边。其格式如下：

                throws <用逗号分隔的异常列表>

    若一个方法中声明抛出异常，则表示该方法可能会抛出所声明的那些异常，从而要求该方法的调用者，在程序中对这些异常加以注意和处理。若一个方法没有抛出异常，该方法仍可能会抛出异常，只不过这些异常不需要调用者注意。通常，<用逗号分隔的异常列表>中的异常，都是要求调用者一定要在程序中明确加以处理的。或者是用try-catch-finally捕获处理，或者再次声明抛出异常。

【例】从键盘读入汉字，打印其机内码。

import java.io.IOException;

public class ExceptionDemo {

public static void main ( String args[ ] )throws IOException{

int c;

while((c=System.in.read())!=-1)

System.out.println(c);

}

}

    因为System.in.read()方法会抛出IOException异常，而程序中没有用try-catch-finally捕获处理，所以必须在main()方法的头部加上throws IOException，明确表示对该异常，程序不想处理，交由调用者处理，main()方法的调用者是JVM，一旦有异常，程序即运行结束。

3、 抛出异常

    声明抛出异常是一个说明性的子句，只是表示一个方法可能会抛出异常，而真正抛出异常的动作是由抛出异常语句来完成的。其格式如下：

throw <异常对象>；

    其中，<异常对象>必须是Throwable类或其子类的对象。

   【例】计算一个数字的平方根，以字符串的形式提供数字，当用户输入的字符串为空，或者字符串无法转换成数字，或者转换成的数字小于0，都会抛出异常

public class ThrowAndThrows {

public static double sqrt(String nStr) throws Exception{

   if (nStr == null){

 //用throw关键字抛出异常，当异常被抛出时，程序会跳出该方法

    throw new Exception("输入的字符串不能为空！");

   }

   double n = 0;

   try {

n = Double.parseDouble(nStr);

 //arseDouble方法可能抛出异常NumberFormatException

   } catch (NumberFormatException e){

        //将捕获的异常重新封装并抛出

throw new Exception("输入的字符串必须能够转化成数字！", e);

   }

   if (n < 0){

    throw new Exception("输入的字符串转化成的数字必须大于等于0！");

   }

   return Math.sqrt(n);//计算平方根

}

public static void main(String[] args) {

   try{

    ThrowAndThrows.sqrt("-124.56");

   } catch (Exception e){//将sqrt方法声明的可能抛出的Exception异常捕获。

    //打印捕获的异常的堆栈信息，从堆栈信息中可以发现异常发生的位置和原因。

System.out.println("Got a Exception: " + e.getMessage());

    e.printStackTrace();

   }

 }

}

4、 定义自己的异常

    自定义的异常类必须是Throwable类的子类，通常是从Exception类或其子类继承。

   【例】在定义银行类时，若取钱数大于余额时需要做异常处理。定义一个异常类 insufficientFundsException。取钱（withdrawal）方法中可能产生异常，条件是余额小于取额。

    处理异常在调用 withdrawal 的时候，因此 withdrawal 方法要声明抛出异常，由上一级方法调用。

//异常类

class InsufficientFundsException extends Exception{  

private Bank  excepbank;      // 银行对象

private double excepAmount;   // 要取的钱

InsufficientFundsException(Bank ba, double  dAmount)  

    {  excepbank=ba;  

       excepAmount=dAmount;  

    }

public String excepMessage(){  

      String  str="The balance is"+excepbank.balance  

                 + "\n"+"The withdrawal was"+excepAmount;  

      return str;    

   } 

}

//银行类

class Bank{  

   double balance;// 存款数  

   public Bank(double  balance){

   this.balance=balance;

   }  

   public void deposite(double dAmount){  

     if(dAmount>0.0) balance+=dAmount;  

   }  

   public void withdrawal(double dAmount) 

               throws  InsufficientFundsException{  

     if (balance<dAmount)     throw new InsufficientFundsException(this, dAmount);  

     balance=balance-dAmount;  

   }  

   public void showBalance(){  

      System.out.println("The balance is "+(int)balance);  

   }  

} 

//前端调用

public class ExceptionDemo4 {

public static void main(String[] args) {

 try{  

  Bank ba=new Bank(50);  

        ba.withdrawal(100);  

        System.out.println("Withdrawal successful!");  

      }catch(InsufficientFundsException e) {   

        System.out.println(e.toString());  

        System.out.println(e.excepMessage());  

      }  

}

}

    Java 异常处理是使用 Java 语言进行软件开发和测试脚本开发中非常重要的一个方面。对异常处理的重视会使开发出的代码更健壮，更稳定。本节系统的阐述了 Java 异常处理的原理和方法。能帮助读者更加清楚的理解 Java 异常处理机制，在开发代码时更加灵活的使用它。