java:Java中的异常处理

目录

异常的概念与体系结构

异常的概念：

异常的体系结构：

异常的处理方式

防御式编程：

异常的抛出：

异常的捕获：

finally：

代码示例：

异常的处理流程

自定义异常类

举例： 

异常的概念与体系结构

异常的概念：

在程序中不正常行为称为异常，如算术异常、数组越界异常、空指针异常等。

例如：

public class ExceptionDemo {public static void main(String[] args) {// 示例算术异常try {int result = 10 / 0; // 除以0会抛出算术异常} catch (ArithmeticException e) {System.out.println("算术异常：" + e.getMessage());}// 示例数组越界异常try {int[] arr = {1, 2, 3};System.out.println(arr[100]); // 访问数组越界会抛出数组越界异常} catch (ArrayIndexOutOfBoundsException e) {System.out.println("数组越界异常：" + e.getMessage());}// 示例空指针异常try {String str = null;System.out.println(str.length()); // 对空指针调用方法会抛出空指针异常} catch (NullPointerException e) {System.out.println("空指针异常：" + e.getMessage());}}
}

异常的体系结构：

        Throwable是异常体系的顶层类，派生出Error和Exception两个重要的子类，分为编译时异常和运行时异常。

异常的处理方式

防御式编程：

LBYL（Look Before You Leap）：在操作之前进行充分的检查，事前防御型。例如，在代码中先检查条件，再执行操作，以避免异常情况的发生。

EAFP（It's Easier to Ask Forgiveness than Permission）：先操作，遇到问题再处理，事后认错型。这种方式更关注正常流程，代码更清晰，容易理解。

异常的抛出：

使用throw关键字抛出异常对象，将错误信息告知给调用者。抛出的异常对象必须是Exception或其子类对象，根据异常类型不同，处理方式也不同。

异常的捕获：

通过try-catch捕获并处理异常，可以在catch块中对捕获到的异常进行具体处理。如果异常无法在当前方法中处理，可以继续向上抛出或交给调用者处理。

异常声明throws：在方法声明时使用throws关键字将异常抛给方法的调用者处理，提醒调用者处理异常。

finally：

finally块用于资源清理的扫尾工作，无论是否发生异常，finally中的代码都会被执行。一般用于释放资源，确保资源得到正确释放。

代码示例：

public class ExceptionHandlingDemo {public static void main(String[] args) {// 防御式编程示例 - LBYLString str = null;if (str != null) {System.out.println(str.length()); // 不会执行，避免空指针异常}// 防御式编程示例 - EAFPint[] arr = {1, 2, 3};try {System.out.println(arr[100]); // 尝试访问数组越界} catch (ArrayIndexOutOfBoundsException e) {System.out.println("数组越界异常：" + e.getMessage());}// 异常的抛出示例try {validateAge(-5); // 抛出自定义异常} catch (IllegalArgumentException e) {System.out.println("年龄不能为负数：" + e.getMessage());}// 异常的捕获示例try {int result = divide(10, 0); // 抛出算术异常} catch (ArithmeticException e) {System.out.println("算术异常：" + e.getMessage());}// finally示例try {System.out.println("Try block");} finally {System.out.println("Finally block - resource cleanup");}}// 自定义异常类static void validateAge(int age) {if (age < 0) {throw new IllegalArgumentException("年龄不能为负数");}}// 抛出算术异常static int divide(int a, int b) {if (b == 0) {throw new ArithmeticException("除数不能为0");}return a / b;}
}

在上述代码中，演示了防御式编程中的LBYL和EAFP方式，异常的抛出和捕获，以及finally块的使用。通过这些示例，展示了不同的异常处理方式在实际代码中的应用。

异常的处理流程

  • 程序首先执行try中的代码块。
  • 如果try中的代码块出现异常，程序会立即跳转到对应的catch块进行异常处理。
  • 如果找到匹配的异常类型，就会执行对应的catch块中的代码。
  • 如果没有找到匹配的异常类型，异常会被向上抛出，继续传递给上层调用者。
  • 无论是否找到匹配的异常类型，finally块中的代码都会被执行，用于进行资源清理等操作。
  • 如果异常一直向上传递到main方法仍未被处理，最终会交给JVM处理，导致程序异常终止。

下面是一个示例代码，演示了完整的异常处理流程：

public class ExceptionHandlingFlow {  public static void main(String[] args) {try {int result = divide(10, 0); // 抛出算术异常} catch (ArithmeticException e) {System.out.println("算术异常：" + e.getMessage());// 继续向上抛出异常throw e;} finally {System.out.println("finally块中的代码一定会执行");}}// 抛出算术异常static int divide(int a, int b) {try {if (b == 0) {throw new ArithmeticException("除数不能为0");}return a / b;} catch (ArithmeticException e) {System.out.println("捕获到算术异常：" + e.getMessage());// 继续向上抛出异常throw e;} finally {System.out.println("divide方法的finally块中的代码一定会执行");}}
}

运行结果：

在上述代码中，通过try-catch-finally块展示了完整的异常处理流程。无论是否出现异常，finally块中的代码都会被执行，用于进行必要的资源清理操作。这样可以确保程序在异常情况下也能够正常运行并保持稳定性。

自定义异常类

  • 自定义异常类继承自Exception或RuntimeException，用于表示实际开发中遇到的特定异常。
  • 可以实现带有String类型参数的构造方法，用于说明异常的原因。
  • 自定义异常通常继承自Exception或RuntimeException，分为受查异常和非受查异常。

举例： 

// 自定义用户名异常类，继承自Exception，表示用户名错误
class UserNameException extends Exception {public UserNameException(String message) {super(message);}
}// 自定义密码异常类，继承自Exception，表示密码错误
class PasswordException extends Exception {public PasswordException(String message) {super(message);}
}public class CustomExceptionExample {// 模拟用户登录，抛出自定义异常public static void login(String userName, String password) throws UserNameException, PasswordException {if (!userName.equals("admin")) {throw new UserNameException("用户名错误");}if (!password.equals("123456")) {throw new PasswordException("密码错误");}System.out.println("登录成功");}public static void main(String[] args) {try {login("admin", "12345"); // 模拟登录，抛出异常} catch (UserNameException e) {System.out.println("用户名异常：" + e.getMessage());// 可以在此处处理用户名异常} catch (PasswordException e) {System.out.println("密码异常：" + e.getMessage());// 可以在此处处理密码异常}}
}

在上述代码中，我们定义了两个自定义异常类UserNameException和PasswordException，分别用于表示用户名错误和密码错误的异常。这些异常类继承自Exception，表示受查异常，需要在方法声明中进行处理或抛出。在login方法中模拟用户登录过程，如果用户名或密码错误，则抛出相应的自定义异常。在main方法中通过try-catch块捕获并处理这些自定义异常，确保程序在异常情况下能够正常运行。

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