第10章异常-Exception

阎逼 · 2025-8-16 19:49:53

第10章异常-Exception

10.1看个实际的问题和一段代码

运行下面的代码，看看有什么问题->引出异常和异常处理机制Exception01.java
public static void main(String[] args){
int num1 = 10;
int num2 = 0;
int res = num1 / num2;
System.out.println("程序继续运行....");
}

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10.2解决方案-异常捕获

对异常进行捕获，保证程序可以继续运行.

package com.ming.exception;
/**
* @author 明
* @version 1.0
*/
public class Exception01 {
public static void main(String[] args) {
//1. num1 / num2 => 10 / 0
//2. 当执行到 num1 / num2 因为 num2 = 0, 程序就会出现(抛出)异常 ArithmeticException
//3. 当抛出异常后，程序就退出，崩溃了 , 下面的代码就不在执行
//4. 大家想想这样的程序好吗? 不好，不应该出现了一个不算致命的问题，就导致整个系统崩溃
//5. java 设计者，提供了一个叫异常处理机制来解决该问题
// int res = num1 / num2;
//如果程序员，认为一段代码可能出现异常/问题，可以使用try-catch异常处理机制来解决
//从而保证程序的健壮性
//将该代码块->选中->快捷键 ctrl + alt + t -> 选中 try-catch
//6. 如果进行异常处理，那么即使出现了异常，程序可以继续执行
int num1 = 10;
int num2 = 0;
int res = 0;
try {
res = num1 / num2;
} catch (Exception e) {
//e.printStackTrace();
System.out.println("出现异常的原因=" + e.getMessage());//输出异常信息
}
System.out.println("程序继续运行....");
}
}

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10.3 异常介绍

● 基本概念
Java语言中，将程序执行中发生的不正常情况称为“异常”。(开发过程中的语法错误和逻辑错误不是异常)
● 执行过程中所发生的异常事件可分为两大类

Error(错误): Java虚拟机无法解决的严重问题。如: JVM系统内部错误、资源耗尽等严重情况。比如: StackOverflowError[栈溢出]和OOM(out of memory), Error 是严重错误，程序会崩溃。
Exception: 其它因编程错误或偶然的外在因素导致的一般性问题，可以使用针对性的代码进行处理。例如空指针访问，试图读取不存在的文件，网络连接中断等等，Exception 分为两大类: 运行时异常[程序运行时，发生的异常]和编译时异常[编程时，编译器检查出的异常]。

10.4 异常体系图一览

10.4.1 异常体系图

10.4.2 异常体系图的小结

异常分为两大类，运行时异常和编译时异常.
运行时异常，编译器检查不出来。一般是指编程时的逻辑错误，是程序员应该避免其出现的异常。java.lang.RuntimeException类及它的子类都是运行时异常
对于运行时异常，可以不作处理，因为这类异常很普遍，若全处理可能会对程序的可读性和运行效率产生影响
编译时异常，是编译器要求必须处置的异常。

10.5 常见的运行时异常

10.5.1 常见的运行时异常包括

NullPointerException 空指针异常
ArithmeticException 数学运算异常
ArrayIndexOutOfBoundsException 数组下标越界异常
ClassCastException 类型转换异常
NumberFormatException 数字格式不正确异常[]

10.5.2 常见的运行时异常举例

NullPointerException 空指针异常 NullPointerException_.java
当应用程序试图在需要对象的地方使用 null 时，抛出该异常,看案例演示。

public class NullPointerException_ {
public static void main(String[] args) {
String name = null;
System.out.println(name.length());
}
}

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ArithmeticException数学运算异常ArithmeticException_.java
当出现异常的运算条件时，抛出此异常。例如，一个整数“除以零”时，抛出此类的一个实例,案例演示

public class ArithmeticException {
public static void main(String[] args) {
int a = 10;
int b = 0;
int num =a / b; //抛出ArithmeticException
System.out.println(num);
}
}

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ArrayIndexOutOfBoundsException数组下标越界异常
用非法索引访问数组时抛出的异常。如果索引为负或大于等于数组大小，则该索引为非法索引

public class ArrayIndexOutOfBoundsException_ {
public static void main(String[] args) {
int[] arr = {1,2,4};
for (int i = 0; i <= arr.length; i++) {
System.out.println(arr[i]);
}
}
}

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10.9.2 try-catch 方式处理异常-快速入门

public class ClassCastException_ {
public static void main(String[] args) {
A b = new B(); //向上转型
B b2 = (B)b;//向下转型，这里是OK
C c2 = (C)b;//这里抛出ClassCastException
}
}
class A {}
class B extends A {}
class C extends A {}

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10.9.3 try-catch 方式处理异常-注意事项 TryCatchDetail.java

如果异常发生了，则异常发生后面的代码不会执行，直接进入到catch块。
如果异常没有发生，则顺序执行try的代码块，不会进入到catch。
如果希望不管是否发生异常，都执行某段代码（比如关闭连接，释放资源等）则使用如下代码- finally {}

public class NumberFormatException_ {
public static void main(String[] args) {
String name = "sky";
//将String 转成 int
int num = Integer.parseInt(name);//抛出NumberFormatException
System.out.println(num);//1234
}
}

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public class Exception02 {
public static void main(String[] args) {
try {
FileInputStream fis;
fis = new FileInputStream("d:\\aa.jpg");
int len;
while ((len = fis.read()) != -1) {
System.out.println(len);
}
fis.close();
} catch (IOException e) {
e.printStackTrace();
}
}
}

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代码

String friends[]={"tom","jack","milan"};
for(int i=0;i<4;i++) {
System.out.println(friends[i]);
}
//出现ArrayIndexOutOfBoundsException

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可以有多个catch语句，捕获不同的异常（进行不同的业务处理），要求父类异常在后，子类异常在前，比如（Exception 在后，NullPointerException 在前），如果发生异常，只会匹配一个catch，案例演示
代码

Cat c=new Cat();
cat=null;
System.out.println(cat.name);
//出现NullPointerException

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可以进行 try-finally 配合使用，这种用法相当于没有捕获异常，因此程序会直接崩掉/退出。应用场景，就是执行一段代码，不管是否发生异常，都必须执行某个业务逻辑

public class AAA{
int x;//默认 0
public static void main(String[] args) {
int y;
AAA a=new AAA();
y=3/a.x; //==> 3 / 0
System.out.println(“program ends ok!”);
}
}//ArithmeticException

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10.9.4 异常处理课堂练习

1) 题 1 TryCatchExercise01.java

class Person {
public static void main(String[] args)
Object obj = new Date();
Person person;
person = (Person)obj;
System.out.println(person);
}
} //出现ClassCastException

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题1解析与答案

代码分析：
在try块中，names[1].equals("tom")会触发NullPointerException（因为数组元素未初始化，为null）。
异常被catch (NullPointerException e)捕获，准备返回3，但finally块一定会执行，最终返回finally中的4。
答案：4

2) 题 2TryCatchExercise02.java

try {
// 代码/可能有异常
} catch(Exception e) {
// 捕获到异常
// 1.当异常发生时
// 2.系统将异常封装成Exception 对象 e，传递给catch
// 3.得到异常对象后，程序员，自己处理
// 4.注意，如果没有发生异常 catch代码块不执行
} finally{
// 1.不管try代码块是否有异常发生，始终要执行finally
// 2.所以，通常将释放资源的代码，放在finally
}

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题2解析与答案

代码分析：
try块中names[1].equals("tom")触发NullPointerException，进入对应catch块，i先自增为3（准备返回3）。
执行finally块，i再次自增为4，最终返回finally中的4。
答案：4

3) 题 3TryCatchExercise03.java

try {
// 可疑代码
// 将异常生成对应的异常对象，传递给catch块
} catch(异常) {
// 对异常的处理
}
// 如果没有finally，语法是可以通过

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题3解析与答案

代码分析：
try块中触发NullPointerException，进入对应catch块，i自增为3（临时保存返回值3）。
执行finally块，i自增为4并打印i=4，但finally块没有返回语句，最终返回catch块中保存的临时值3。
答案：先打印i=4，再输出3

10.9.5 try-catch-finally 执行顺序小结

如果没有出现异常，则执行try块中所有语句，不执行catch块中语句，如果有finally，最后还需要执行finally里面的语句
如果出现异常，则try块中异常发生后，try块剩下的语句不再执行。将执行catch块中的语句，如果有finally，最后还需要执行finally里面的语句！

10.9.6 课后练习题: TryCatchExercise04.java

如果用户输入的不是一个整数，就提示他反复输入，直到输入一个整数为止

public static void main(String[] args) {
int num1=10;
int num2=0;
try{
int res = num1 / num2;
}catch(Exception e){
System.out.println(e.getMessage());
}
}

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10.10 throws 异常处理

10.10.1 基本介绍

如果一个方法(中的语句执行时)可能生成某种异常，但是并不能确定如何处理这种异常，则此方法应显示地声明抛出异常，表明该方法将不对这些异常进行处理，而由该方法的调用者负责处理。
在方法声明中用throws语句可以声明抛出异常的列表，throws后面的异常类型可以是方法中产生的异常类型，也可以是它的父类。

10.10.2 快速入门案例

演示，初步体会一把. Throws01.java

try{
//可疑代码
}catch(异常){
//...
}finally{
//释放资源等..
}

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10.10.3 注意事项和使用细节 ThrowsDetail.java

对于编译异常，程序中必须处理，比如 try-catch 或者 throws
对于运行时异常，程序中如果没有处理，默认就是 throws 的方式处理[举例]
子类重写父类的方法时，对抛出异常的规定:子类重写的方法，所抛出的异常类型要么和父类抛出的异常一致，要么为父类抛出的异常的类型的子类型[举例]
在 throws 过程中，如果有方法 try-catch，就相当于处理异常，就可以不必 throws

try {
int a = Integer.parseInt(str);
System.out.println("数字：" + a);
} catch (Exception e) {
e.printStackTrace();
} finally {
System.out.println("不管是否发生异常，始终执行的代码~");
}

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10.11 自定义异常

10.11.1 基本概念

当程序中出现了某些“错误”，但该错误信息并没有在Throwable子类中描述处理，这个时候可以自己设计异常类，用于描述该错误信息。
10.11.2 自定义异常的步骤

定义类：自定义异常类名（程序员自己写），继承Exception或RuntimeException
如果继承Exception，属于编译异常
如果继承RuntimeException，属于运行异常（一般来说，继承RuntimeException）

10.11.3 自定义异常的应用实例 CustomException.java

当我们接收Person对象年龄时，要求范围在 18 - 120 之间，否则抛出一个自定义异常（要求继承RuntimeException），并给出提示信息。
[code]public class CustomException { public static void main(String[] args) /*throws AgeException*/ { int age = 180; //要求范围在 18 – 120 之间，否则抛出一个自定义异常 if(!(age >= 18 && age

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