目录

前言

 一、异常的概念与体系结构

(一)异常的概念

(二)异常的体系结构

(三)异常的分类

1.编译时异常(区别于语法错误)

3.运行时异常

二、异常的处理

(一)防御式异常

1.LBYL:Look Before You Leap.在操作之前就做充分的检查,即:事前防御型

2.EAFP:先操作,遇到问题再处理:即事后认错型

(二)异常的抛出

(三)异常的捕获

1.try-catch捕获并处理(重要)

2.异常声明throws

3.finally

(四)程序处理流程

三、自定义异常类

总结


前言

当我们写下代码运行程序出错时,或者当项目较大需要找出 bug 时,或者当我们需要实现一些对自己代码的问题提示时,都避不开异常,所以我们有必要对异常进行专门的学习。作者建议,在看完第二部分的(一)之后,先看第二部分的(三)的第一点,再看异常的抛出和之后的内容

 一、异常的概念与体系结构

(一)异常的概念

在 Java 中,将程序执行过程中发生的不正常行为称为异常。比如:

  • 算术异常
System.out.println(10 / 0);
//执行过程
Exception in thread "main" java.lang.ArithmeticException: / by zero
  • 数组越界异常
int[] arr = new int[]{1,2,3};
System.out.println(arr[4]);
//执行过程
Exception in thread "main" java.lang.ArrayIndexOutOfBoundsException: 4
  • 空指针异常
String s = null;
System.out.println(s.indexOf(2));
//执行过程
Exception in thread "main" java.lang.NullPointerException

从上述过程中可以看出,Java 中不同类型的异常,都有与其对应的类来进行描述

(二)异常的体系结构

异常种类繁多,为了对不同异常或者错误进行很好的分类管理,Java 内部维护了一个异常的体系结构:

java中else错误 java一直提示else有语法错误_java

从上图中可以看到:

  1. Throwable:是异常体系的顶层类,其派生出两个重要的子类,Error Exception
  2. 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:StackOverflowErrorOutOfMemoryError,一旦发生回力乏术
  3. 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。比如:感冒、发烧。我们平时所说的异常就是Exception

(三)异常的分类

异常可能在编译时发生,也可能在程序运行时发生,根据发生的时机不同,可以将异常分为:

1.编译时异常(区别于语法错误)

在程序编译期间发生的异常,称为编译时异常,也称为受检查异常(Checked Exception)。(程序要想运行,必须处理这个异常)

class Person {
    private String name;
    private int gender;
    private int age;

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

public class Test {
    //编译时异常
    public static void main(String[] args) {
        Person person = new Person();
        Person person1 = (Person)person.clone();
    }
}
//编译时异常
//未报告的异常错误java.lang.CloneNotSupportedException; 必须对其进行捕获或声明以便抛出

在未运行程序时报出的异常:

java中else错误 java一直提示else有语法错误_System_02

3.运行时异常

在在程序执行期间发生的异常,称为运行时异常,也称为非受检查异常(Unchecked Exception)

RunTimeException以及其子类对应的异常,都称为运行时异常。比如:NullPointerException、ArrayIndexOutOfBoundsException、ArithmeticException

注意:编译时出现的语法性错误,不能称之为异常。例如将 System.out.println 拼写错了, 写成了system.out.println,此时编译过程中就会出错, 这是 "编译期" 出错。而运行时指的是程序已经编译通过得到class 文件了, 再由 JVM 执行过程中出现的错误

二、异常的处理

(一)防御式异常

1.LBYL:Look Before You Leap.在操作之前就做充分的检查,即:事前防御型

缺陷:执行一步检测一步,正常流程和错误处理流程代码混在一起,代码整体显得混乱

2.EAFP:先操作,遇到问题再处理:即事后认错型

try {
    ...    
} catch(){
    //通过 catch 捕获可能出现的异常
    ...
} catch(){
    ...
}...
//后续代码继续执行

优势:正常流程和错误流程是分开的,程序员更关注正常流程,代码更清晰,容易理解代码

异常处理的核心思想就是EAFP

在 Java 中,异常处理主要的五个关键字:throw、try、catch、final、throws

(二)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,比如:参数检测

在Java中,可以借助 throw 关键字,抛出一个指定的异常对象,将错误信息告知给调用者。(程序员主动抛出)具体语法如下:

throw new XXXException("异常产生的原因");

代码示例:

//利用 throw 主动抛出异常
public static void test1(int x) {
    if(x == 1) {
        throw new RuntimeException();
    }
}

public static void main(String[] args) {
    test1(1);

}

运行结果(这是没有接收异常的情况):

java中else错误 java一直提示else有语法错误_java中else错误_03

当我们主动接收异常时,代码示例:

//方法一
public static void test1(int x) {
    if(x == 1) {
        throw new RuntimeException();
    }
}

public static void main(String[] args) {
    try {
        test1(1);
    } catch (RuntimeException e){
        e.printStackTrace();
    }
    System.out.println("程序继续执行");
}
//方法二
public static void test1(int x) {
    try {
        if(x == 1) {
            throw new RuntimeException();
        }
    } catch (RuntimeException e){
        e.printStackTrace();
    }
}

public static void main(String[] args) {
    test1(1);
    System.out.println("程序继续执行");
}

运行结果:

java中else错误 java一直提示else有语法错误_开发语言_04

注意事项:

  1. throw 必须写在方法体内部
  2. 抛出的对象必须是 Exception 或者 Exception 的子类对象
  3. 如果抛出的是 RunTimeException 或者 RunTimeException 的子类,则可以不用处理,直接交给 JVM 来处理(但后果就是程序异常终止)
  4. 如果抛出的是编译时异常,用户必须处理,否则通不过编译
  5. 异常一旦抛出,其后的代码就不会执行了(如果用try-catch接收了,则只是 try 内后续的代码不执行)

(三)异常的捕获

异常的捕获,也就是异常的具体处理方式,主要有两种:异常声明 throws 以及 try-catch 捕获处理

1.try-catch捕获并处理(重要)

举例:

public static void main(String[] args) {
    try {
        System.out.println(10 / 0);
    }catch(ArithmeticException e) {
        //快速地定位异常出现的位置
        e.printStackTrace();
        System.out.println("算术异常!");
    }catch (ArrayIndexOutOfBoundsException e) {
        e.printStackTrace();
        System.out.println("数组越界异常!");
    }catch (NullPointerException e) {
        e.printStackTrace();
        System.out.println("空指针异常!");
    }
    System.out.println("程序继续执行!");
}

运行结果:

java中else错误 java一直提示else有语法错误_java中else错误_05

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,也就是不会被处理,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类型的异常对象,则必须用多个 catch 来捕获——即多种异常,多次捕获
  • 如果多个异常的处理方式是完全相同,也可以写成这样

代码示例:

public static void main(String[] args) {
    try {
        System.out.println(10 / 0);
    }catch(ArithmeticException | ArrayIndexOutOfBoundsException | NullPointerException e) {
        //快速地定位异常出现的位置
        e.printStackTrace();
    }
    System.out.println("程序继续执行!");
}

运行结果:

java中else错误 java一直提示else有语法错误_System_06

  • 如果异常之间具有父子关系,一定是子类异常在前 catch,父类异常在后 catch,否则语法错误

代码示例:

public static void main(String[] args) {
    try {
        System.out.println(10 / 0);
    }catch(Exception e) { //永远都可以捕获到
        //快速地定位异常出现的位置
        e.printStackTrace();
    }catch (ArithmeticException e) {
        e.printStackTrace();
    }
    System.out.println("程序继续执行!");
}

运行结果:

java中else错误 java一直提示else有语法错误_开发语言_07

  • 可以通过一个 catch 捕获所有的异常,即多个异常,一次捕获(不推荐)

由于 Exception 类是所有异常类的父类。因此可以用这个类型表示捕捉所有异常

2.异常声明throws

处在方法声明时参数列表之后,当方法中抛出编译时异常,用户不想处理该异常,此时就可以借助throws将异常抛给方法的调用者来处理。即当前方法不处理异常,提醒方法的调用者处理异常

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...{
    
}

 比如之前的 clone() 方法:

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

注意事项:

  1. throws 必须跟在方法的参数列表之后
  2. 声明的异常必须是 Exception 或者 Exception 的子类
  3. 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
  4. 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.finally

在写程序时,有些特定的代码,不论程序是否发生异常,都需要执行,比如程序中打开的资源:网络连接、数据库连接、IO流等,在程序正常或者异常退出时,必须要对资源进进行回收。另外,因为异常会引发程序的跳转,可能导致有些语句执行不到,finally就是用来解决这个问题的

语法格式:

try{
    //可能会发生的异常
}catch() {
    //对捕获到的异常进行处理
}finally{
    //此处的语句无论是否发生异常,都会被执行到
}

代码示例:

//try-catch-fianlly使用方法一
public static void main(String[] args) {
    Scanner scanner  = new Scanner(System.in);
    try{
        int x = scanner.nextInt();
        System.out.println(x);
    }catch(InputMismatchException e) {
        e.printStackTrace();
        System.out.println("输入的数据不匹配!");
    }finally {
        System.out.println("finally里的代码被执行!");
        scanner.close();
    }
}

//try-catch-fianlly使用方法二
//直接在 try 后面括号加上以后可能需要关闭的代码,当抛出异常时,将自动关闭
public static void main(String[] args) {
    try (Scanner scanner = new Scanner(System.in)) {
        int x = scanner.nextInt();
        System.out.println(x);
    } catch (InputMismatchException e) {
        e.printStackTrace();
        System.out.println("输入的数据不匹配!");
    } finally {
        System.out.println("finally里的代码被执行!");
    }
}

运行结果:

java中else错误 java一直提示else有语法错误_java_08

问题一既然 finally 和 try-catch-finally 后的代码都会执行,那为什么还要有 finally 呢?

代码示例:

public class TestFinally {
    public static int getData() {
        Scanner sc = null;
        try {
            sc = new Scanner(System.in);
            int data = sc.nextInt();
            return data;
        } catch (InputMismatchException e) {
            e.printStackTrace();
        } finally {
            System.out.println("finally中代码");
        }
        System.out.println("try-catch-finally之后代码");
        if (null != sc) {
            sc.close();
        }
        return 0;
    }

    public static void main(String[] args) {
        int data = getData();
        System.out.println(data);
    }
}

程序正常执行时:

java中else错误 java一直提示else有语法错误_开发语言_09

程序抛出异常时:

java中else错误 java一直提示else有语法错误_System_10

两者对比可以看出,当程序正常执行时,try-catch-finally之后的代码将不会被执行,而是会直接返回,但 finally 的代码一定会被执行,因此,如果想要程序或方法结束时,某些东西被关闭,则尽量放在 finally

问题二:当遇到下列代码,getData 方法会返回什么?

public static int getData() {
    try (Scanner sc = new Scanner(System.in)) {
        int data = sc.nextInt();
        return data;
    } catch (InputMismatchException e) {
        e.printStackTrace();
    } finally {
        return 100;
    }
}

运行结果:

java中else错误 java一直提示else有语法错误_jvm_11

由此我们可以看出,绝对不要在 finally 内返回数据,否则返回的数据永远是 finally 里的,其他地方返回的数据都是无效的

(四)程序处理流程

  1. 程序先执行 try 中的代码
  2. 如果 try 中的代码出现异常,就会结束 try 中的代码,看和 catch 中的异常类型是否匹配
  3. 如果找到匹配的异常类型,就会执行 catch 中的代码
  4. 如果没有找到匹配的异常类型,就会将异常向上传递到上层调用者
  5. 无论是否找到匹配的异常类型,finally 中的代码都会被执行到(在该方法结束前执行)
  6. 如果上层调用者也没有处理了异常,就继续向上传递
  7. 一直到 main 方法也没有合适的代码处理异常,就会交给 JVM 来进行处理,此时程序就会异常终止

三、自定义异常类

Java 中虽然已经内置了丰富的异常类, 但是并不能完全表示实际开发中所遇到的一些异常,此时就需要维护符合我们实际情况的异常结构

例如,我们实现一个用户登录功能

public class LogIn {
    private String userName = "admin";
    private String password = "123456#@";
    public void loginInfo(String userName, String password) {
        if (!this.userName.equals(userName)) {
            System.out.println("用户名错误!");
            return;
        } if (!password.equals(password)) {
            System.out.println("密码错误!");
            return;
        }
        System.out.println("登陆成功");
    }
    public static void main(String[] args) {
        LogIn logIn = new LogIn();
        logIn.loginInfo("admin", "12345");
    }
}

此时我们在处理用户名密码错误的时候可能就需要抛出两种异常,我们可以基于已有的异常类进行扩展(继承),创建和我们业务相关的异常类

具体方式:

  1. 自定义异常类,然后继承自 Exception 或者 RunTimeException
  2. 实现一个带有 String 类型参数的构造方法,参数含义:出现异常的原因

代码实现:

非受查异常定义:

public class PassWordErrorException extends RuntimeException {
    public PassWordErrorException() {
        super();
    }
    public PassWordErrorException(String s) {
        super(s);
    }
}
public class UserNameErrorException extends RuntimeException{
    public UserNameErrorException() {
        super();
    }
    public UserNameErrorException(String s) {
        super(s);
    }
}
public void loginInfo(String userName, String password) {
    try {
        if (!this.userName.equals(userName)) {
            throw new UserNameErrorException("用户名错误!");
        } if (!this.password.equals(password)) {
            throw new PassWordErrorException("密码错误!");
        }
        System.out.println("登陆成功");
    }catch(UserNameErrorException | PassWordErrorException e) {
        e.printStackTrace();
    }
}

受查异常定义:

//继承 Exception 类就默认定义的是受查异常
public class PassWordErrorException extends Exception {
    public PassWordErrorException() {
        super();
    }
    public PassWordErrorException(String s) {
        super(s);
    }
}
public class UserNameErrorException extends Exception{
    public UserNameErrorException() {
        super();
    }
    public UserNameErrorException(String s) {
        super(s);
    }
}
//受查情况抛出异常
//如果不在方法内处理,则必须声明
public void loginInfo(String userName, String password) throws UserNameErrorException,PassWordErrorException{
    if (!this.userName.equals(userName)) {
        throw new UserNameErrorException("用户名错误!");
    } if (!this.password.equals(password)) {
        throw new PassWordErrorException("密码错误!");
    }
    System.out.println("登陆成功");
}
//如果方法内没有处理,则必须在调用方法的方法中声明或处理
//若到main方法都只是声明,那么最终会交给 JVM
public static void main(String[] args) {
    LogIn logIn = new LogIn();
    try{
        logIn.loginInfo("admin", "12345");
    }catch(UserNameErrorException | PassWordErrorException e) {
        e.printStackTrace();
    }
}

注意事项:

  1. 自定义异常通常会继承自 Exception 或者 RuntimeException
  2. 继承自 Exception 的异常默认是受查异常
  3. 继承自 RuntimeException 的异常默认是非

总结

以上就是今天要讲的内容,异常这一节比较简单,但也是我们编写代码的一大利器,有利于我们迅速地锁定问题并解决