Exception 异常

一、异常的概念

1.1 问题引入

package com.hspedu.exception_;
/**
 * @author HarborGao
 * @version 1.0
 */
public class Exception01 {
    public static void main(String[] args) {
        int num1 = 100;
        int num2 = 0;
        //解读：
        //1. num1 / num2 => 10 / 0
        //2. 当执行到 num1 / num2 因为 num2 = 0 ,程序就会抛出异常 ArithmeticException
        //3. 当抛出异常后，程序就崩溃了，下面的代码就不再执行
        //4. 思考：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;
        System.out.println("程序继续运行...");
    }
}

解决方案 - 异常捕获
如果程序员 认为一段代码可能会出现异常/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。如果进行了异常处理，即使程序出现了异常，也会继续执行。
将代码块选中 -> 快捷键 ctrl + alt + t -> 选中 try-catch

try {
    int res = num1 / num2;
} catch (Exception e) {
    //e.printStackTrace();
    System.out.println(e.getMessage());  //输出异常信息
}

1.2 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”。（注意：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类：

1. 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。
2. Exception：其他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】

二、异常体系图

2.1 异常体系图小结

1. 异常分为两大类，运行时异常和编译时异常。
2. 运行时异常，编译器不要求强制处置的异常。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。
3. 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。
4. 编译时异常，是编译器要求必须处置的异常。

三、常见的异常

3.1 NullPointException 空指针异常

当应用程序试图在需要对象的时候使用 null 时，抛出该异常

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

3.2 ArithmeticException 数学运算异常

当出现异常的运算条件时，抛出此异常。比如 整数除以零

public static void main(String[] args) {
    int n1 = 10;
    int n2 = 0;
    System.out.println(n1 / n2);
}

3.3 ArrayIndexOutOfBoundsException 数组越界异常

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 static void main(String[] args) {
    int[] arr = {1,5,6};
    for (int i = 0; i <= arr.length; i++) {
        System.out.println(arr[i]);
    }
}

3.4 ClassCastException 类型转换异常

当试图将对象强制转换为不是实例的子类时，抛出该异常。

public class NullPointException_ {
    public static void main(String[] args) {
        A a = new B();  //向上转型
        B b = (B)a;  //正确 向下转型
        C c = (C)a;  //抛出异常
    }
}
class A {}
class B extends A{}
class C extends A{}

3.5 NumberFormatException 数字格式不正确异常

当应用程序试图将字符串转换成一种数值类型，但该字符串不能转换为适当格式时，抛出该异常 => 使用异常我们可以确保输入是满足条件数字。

public class NumberFormatException_ {
    public static void main(String[] args) {
//        String name = "123";
        String name = "HarborGao";
        //将 String 转成 int
        int num = Integer.parseInt(name);
    }
}

3.6 编译异常

编译异常是指在编译期间，就必须处理的异常，否则代码不能通过编译

常见的编译异常：
SQLException：操作数据库时，查询表可能发生异常
IOException：操作文件时，发生的异常
FileNotFoundException：当操作一个不存在的文件时，发生异常
ClassNotFoundException：加载类，而该类不存在时，异常
EOFException：操作文件，到文件末尾，发生异常
IllegalArgumentException：参数异常

package com.hspedu.exception_;
import java.io.FileInputStream;
import java.io.IOException;
/**
 * @author HarborGao
 * @version 1.0
 */
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();
        }
    }
}

四、异常处理

4.1 基本介绍

异常处理就是当异常发生时，对异常处理的方式

4.2 异常处理的方式

1. try-catch-finally
   程序员在代码中捕获发生的异常，自行处理

2. throws
   将发生的异常抛出，交给调用者（方法）来处理，最顶级的处理者是JVM

4.3 示意图

4.4 try-catch 方式处理异常说明

1. Java提供 try 和 catch 块来处理异常。try 块用于包含可能出错的代码，catch 块用于处理try 块中发生的异常。可以根据需要在程序中有多个数量的try…catch 块。

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

3. 注意事项和使用细节

   1. 如果异常发生了，则异常后面的代码不会执行，直接进入到catch 块。
   2. 如果异常没有发生，则顺序执行 try 的代码块，不会进入到 catch
   3. 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 finally
   4. 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。
   5. 可以使用 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。
      应用场景，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 ```java package com.hspedu.exception.try;

/**

• @author HarborGao
• @version 1.0

• 演示多个catch 语句，捕获不同的异常 */ public class TrtCatchDetail02 { public static void main(String[] args) {

   //1. 如果 try 代码块有可能有多个异常
   //2. 可以使用多个catch 分别捕获不同的异常，相应处理
   //3. 要求子类异常写在前面，父类异常写在后面
   try {
       Person person = new Person();
       person = null;
       System.out.println(person.getName());  //NullPointerException
       int n1 = 10;
       int n2 = 0;
       int res = n1 / n2;  //ArithmeticException
       System.out.println(res);
   } catch (NullPointerException e) {
       System.out.println("空指针异常：" + e.getMessage());
   } catch (ArithmeticException e) {
       System.out.println("算术异常：" + e.getMessage());
   } catch (Exception e) {
       System.out.println(e.getMessage());
   }

  } } class Person { private String name;

  public String getName() {

   return name;

  } } ```

1. 小练习

题1：以下代码输出什么？

public class TryCatchExercise01 {
    public static int method() {
        try {
            String[] names = new String[3];
            if (names[1].equals("tom")) {
                System.out.println(names[1]);
            } else {
                names[3] = "hspedu";
            }
            return 1;
        } catch (ArrayIndexOutOfBoundsException e) {
            return 2;
        } catch (NullPointerException e) {
            return 3;
        } finally {
            return 4;
        }
    }
    public static void main(String[] args) {
        System.out.println(method());
    }
}

题2：判断以下代码的输出结果。

public class TryCatchExercise02 {
    public static int method() {
        int i = 1;
        try {
            i++;
            String[] names = new String[3];
            if (names[1].equals("tom")) {
                System.out.println(names[1]);
            } else {
                names[3] = "hspedu";
            }
            return 1;
        } catch (ArrayIndexOutOfBoundsException e) {
            return 2;
        } catch (NullPointerException e) {
            return ++i;
        } finally {
            return ++i;
        }
    }
    public static void main(String[] args) {
        System.out.println(method());
    }
}

题3：判断以下代码的输出结果。

public class TryCatchExercise03 {
    public static int method() {
        int i = 1;
        try {
            i++;
            String[] names = new String[3];
            if (names[1].equals("tom")) {
                System.out.println(names[1]);
            } else {
                names[3] = "hspedu";
            }
            return 1;
        } catch (ArrayIndexOutOfBoundsException e) {
            return 2;
        } catch (NullPointerException e) {
            return ++i;
        } finally {
            ++i;
            System.out.println("i=" + i);
        }
    }
    public static void main(String[] args) {
        System.out.println(method());
    }
}

1. try-catch-finally 执行顺序小结
   1. 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
   2. 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！

4.5 throws 异常处理说明

1. 基本介绍
   1. 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，则此方法应显式地声明抛出异常，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。
   2. 在方法声明中用 throws 语句可以声明抛出异常的列表，throws 后面跟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。 ```java import java.io.FileInputStream; import java.io.FileNotFoundException;

public class Throws01_ { public static void main(String[] args) {

}
public void f1() throws FileNotFoundException,NullPointerException {
    //创建了一个文件流对象
    //老韩解读：
    //1. 这里的异常是一个FileNotFoundException 属于编译异常
    //2. 可以使用 try-catch-finally 解决
    //3. 也可以使用 throws 抛出异常，让调用f1方法的调用者(另一个方法)处理
    //4. throws 后面的异常类型可以是方法中产生的异常类型，也可以是它们的父类
    //5. throws 关键字后 也可以是异常列表，即可以抛出多个异常
    FileInputStream fis = new FileInputStream("d//aa.txt");
}

}

2. 注意事项和使用细节
   1. 对于编译异常，程序中必须用try-catch 或 throws等方式处理，否则无法通过编译
   1. 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
   1. 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，所抛出的异常要么和父类抛出的异常一致，要么为父类所抛出异常类型的子类型
   1. 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
<a name="JBiHx"></a>
### 五、自定义异常
<a name="UX4f0"></a>
#### 5.1  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。
<a name="CLPvO"></a>
#### 5.2  自定义异常的步骤
1. 定义类：自定义异常类名（程序员自己写）继承 Exception 或 RuntimeException。
1. 如果继承 Exception，属于编译异常
1. 如果继承 RuntimeException，属于运行异常（一般来说，继承RuntimeException ）
```java
package com.hspedu.exception_.customexception_;
/**
 * @author HarborGao
 * @version 1.0
 */
public class CustomException {
    public static void main(String[] args) {
        int age = 300;
        //要求范围在 18 - 120 之间，否则抛出一个自定义异常
        if (!(age >= 18 && age <=120)) {
            throw new AgeException("年龄需要在 18 - 120 之间");
        }
        System.out.println("你的年龄范围正确");
    }
}
//解读：
//1. 一般情况下，我们自定义异常是继承 RuntimeException
//2. 即把自定义异常做成运行时异常，好处是，我们可以使用默认的处理机制
//   即比较方便
class AgeException extends RuntimeException /* Exception */ {
    public AgeException(String message) {
        super(message);
    }
}

六、throw 和 throws 的对比

小练习

1. 下面的测试输出什么？ ```java public class ThrowException { public static void main(String[] args) {

    try {
        ReturnExceptionDemo.methodA();
    } catch (Exception e) {
        System.out.println(e.getMessage());
    }
    ReturnExceptionDemo.methodB();

   } }

class ReturnExceptionDemo { static void methodA() { try { System.out.println(“进入方法A”); throw new RuntimeException(“制造异常”); } finally { System.out.println(“用A方法的finally”); } }

static void methodB() {
    try {
        System.out.println(" 进入方法B");
        return;
    } finally {
        System.out.println("调用B方法的finally");
    }
}

}

<a name="eFL8V"></a>
### 七、本章作业
1. 编程题
   1. 编写应用程序 EcmDef.java，接收命令行的两个参数（整数），计算两数相除。
   1. 计算两个数相除，要求使用方法 cal(int n1, int n2)
   1. 对数据格式不正确、缺少命令行参数、除0 进行异常处理
2. 说出以下代码是否会发生异常，如果会，是哪种异常？如果不会，则打印结果是什么？
```java
public class Homework02 {
    public static void main(String[] args) {
        if (args[4].equals("john")) {   //可能会发生数组越界异常
            System.out.println("AA");
        } else {
            System.out.println("BB");
        }
        Object o = args[2];
        Integer i = (Integer) o;  //类型转换异常
    }
}

1. 写出程序结果

   public class Homework03 {
    public static void func() {
        try{
            throw new RuntimeException();
        } finally {
            System.out.println("B");
        }
    }
    public static void main(String[] args) {
        try {
            func();
            System.out.println("A");
        } catch (Exception e) {
            System.out.println("C");
        }
        System.out.println("D");
    }
   }

2. 写出程序结果

   public class Homework04 {
    public static void main(String[] args) {
        try {
            showExce();
            System.out.println("A");
        } catch (Exception e) {
            System.out.println("B");
        } finally {
            System.out.println("C");
        }
        System.out.println("D");
    }
    public static void showExce() throws Exception {
        throw new Exception();
    }
   }

学习参考（致谢）：

1. B站 @程序员鱼皮 Java学习一条龙
2. B站 @韩顺平 零基础30天学会Java