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一、Java中的异常
1.含义
Java中的异常，指不期而至的各种状况，如：文件找不到， 网络连接失败，非法参数等。异常是一个事件，它发生在程序运行期间，干扰了正常的指令流程。
例如：遇到除数为0时，或者不是整数类型的数据时，运行就会报错（此案例将会在下面讲解）。
二、异常类
1.异常类结构图
注：
1. Java通过API中“Throwable类的众多子类”，来描述各种不同的异常。因而，Java的异常都是对象，是Throwable子类的实例，描述了出现在一段编码中的错误条件。当条件成立时，错误将引发为异常。
2. Throwable有两个子类：Exception（异常）类和Error（错误）类。（Java程序用继承的方式来组织各种异常。所有的异常都是Throwable类或其子类，而Throwable类又直接继承于Object类。）
2.运行时异常与非运行时异常
运行时异常： 都是RuntimeException类及其子类异常，如NullPointerExceotion、IndexOutOfBoundsException等，这些异常是不检查异常，程序可以选择捕获处理，也可以不处理。
非运行时异常： 是RuntimeException以外的异常，类型上都属于Exception类及其子类。如IOException、SQLException等以及用户自定义的Exception异常。
3.Java中的异常类
(1)Exception类及其子类
可以被捕获并且可能恢复的异常类，用户程序也可以通过继承Exception类，来生成自己的异常类。常见的Exception异常类如下：
1） java.awt.AWTException , 抽象窗口工具包AWT出现异常；
2） java.nio.channels.AlreadyBoundException , 尝试绑定已经绑定的、网络套接字时抛出的异常；
3） java.util,zip.DataFormatException , 数据格式错误异常；
4） java.io.FileNotFoundException , 试图打开一个指定路径的文件时，引发的异常。当指定路径的文件不存在，而使用FileInputStream , FileOutputStream或RandomAccessFile构造案例时，就会抛出这个异常；如果这个文件确实存在，但因为某些特殊原因（如：打开一个只读文件进行读写时）也会抛出这个异常。
5） java.net,HttpRetryException , 当流媒体模式被启动，一个HTTP请求需要重新发送，却无法自动重发而引发的异常。
7） java.net.MalformedURLException , 统一资源定位器（URL）的格式不正确，引发的异常。
8） java.net.ProtocolException ，网络协议异常；
9） java.net,SocketException ， Socket 操作异常；
10） java.lang.ArithmeticException , 算术（如除数为0）运算时引发的异常；
11)） java.lang.ClassCastException , 类型转换异常；
12） java.lang.IndexOutOfBoundsException , 下标越界异常；
13） java.lang.NullPointerException , 访问一下空对象中的成员时引发的异常；
14） java.lang.NumberFormatException , 数据类型转换错误的异常；
15） java.util.InputMismatchException , 通过Scanner对象输入的数据类型，与接收数据的类型不匹配而引发的异常；
16） java.lang.ArrayIndexOutOfBoundsException , 数组下标越界异常，如定义 int a[ ] = new int[3] ; 引用 int a[3] = {1,2,3} , 引发其中的元素a [3],其中a[3]为第四个元素，因为Java数组引用下标是从0开始，a[0]是第一个元素，类推后a[3]是第四个元素。
(2)Error类及其子类
一般情况下，被认为是不可恢复，和不可捕捉的异常类，用户程序不需要处理这类异常。
在捕捉Error类及子类时要多加小心，因为他们通常是出现灾难性错误时被创建，常见的Error异常类如下：
1） java.lang.LinkingeError,一个类A依赖于另一个类B，当类A编译完成后，类B发生了更改，导致A无法找到B，而创建的错误信息对象。
2） java.lang.VirtualMachineError , java虚拟机坏了，或继续运行java虚拟机，所需资源已经耗尽了，而创建的错误信息对象；
3） java.awt . AWTError ， 抽象窗口工具包，AWT发生严重错误时而创建的错误信息对象。
三、异常处理的方法
1.使用try…catch结构捕获异常
在try代码块中编写：可能发生的异常；在catch代码块中：捕获执行这段代码时可能发生的异常。
格式如下：
try{
可能产生异常的代码;
}catch(异常类 异常对象){
异常处理代码;
}
注：
1. try代码块中的代码，可能同时存在多个异常。
2. catch代码块中的“异常类”参数，指定要捕获哪些参数。
public class AgeStr2Int {
public static void main(String[] args) {
try {
int age = Integer.parseInt("19A"); //可能抛出NumberFormatException异常
System.out.println("年龄为："+age); //1
}catch(NumberFormatException ex){
//捕捉NumberFormatException异常
System.out.println("年龄信息必须为整数类型。"); //1
ex.printStackTrace(); //2
}
}
}
2.多重catch代码块的用法
多个catch代码块格式如下：
try{
可能产生异常的代码;
}catch(异常类1 异常对象1){
异常1处理代码;
}catch(异常类2 异常对象2){
异常2处理代码;
}
...其它的catch语句块
}catch(异常类n 异常对象n){
异常n处理代码;
}
例：
public class DivByZeroUseMultiCatch {
public static void main(String[] args) {
Scanner input = new Scanner(System.in);
int x, y;
System.out.println("请输入一个除数x：");
try {
x = input.nextInt();
y = 10 / x;
System.out.println("10/x的结果为：" + y);
} catch (InputMismatchException ex) {
System.out.println("输入的除数数据必须是整数类型!");
} catch (ArithmeticException ex) {
System.out.println("除数不能为0!");
} catch (Exception ex) {
System.out.println("其它未知的错误!");
}
input.close();
}
}
3.finally类子句的用法
使用了finally子句后，不管程序中有异常发生，也不管之前的try…catch结构是否顺利执行完毕，最终都会执行finally代码块中的代码，这使用一些不管在任何情况下，都必须执行的步骤被执行，从而保证了程序的健壮性。
例：
public class DivByZeroUseFinally {
public static void main(String[] args) {
Scanner input = new Scanner(System.in);
int x, y;
System.out.println("请输入除数x：");
try {
x = input.nextInt();
y = 10 / x;
System.out.println("10/x的结果为：" + y);
} catch (InputMismatchException ex) {
System.out.println("输入的除数数据必须是整数类型！");
} catch (ArithmeticException ex) {
System.out.println("除数不能为0！");
} catch (Exception ex) {
System.out.println("其它未知的错误！");
} finally {
System.out.println("欢迎使用本计算机程序！");
}
input.close();
}
}
4.使用throws关键字抛出异常
如果某个方法会抛出异常，但不想在当前的这个方法中来处理这个异常，可以将这个异常抛出，在调用这个方法的代码中，捕捉这个并进行处理。Java语言通过关键字throws，声明某个方法可能抛出的多个异常，throws可以同时声明多个异常，各个异常之间用逗号分隔。
5.使用throw关键字抛出异常
使用try…catch结构与throw关键字，抛出与捕获都是系统定义的异常。Java提供了一个throw关键字，可以在方法体内部抛出一个异常类对象。如：性别只存在“男”和“女”，这些都是系统难发现的异常。
注意： throws和throw有如下几点不同，使用时要特别注意：
1）作用不同：throw用于Java语言环境不能捕获的异常。如年龄、性别等逻辑错误，由程序员自行产生并抛出；throws用于声明在该方法内部抛出了异常。
2）使用的位置不同：throw位于方法体内部，可以作为单独的语句使用；throws必须跟在方法参数列表的后面，不能单独使用。
3）内容不同：throw抛出一个异常对象，而且只能抛出一个；throws后面跟异常类，而且可以跟多个异常类。
6.使用异常处理语句的注意事项
进行异常处理时，主要使用了
try、catch、finally、throws、tthrow等关键字，在使用它们时，需注意以下几点：
1） 对于程序中的异常，必须使用try…catch结构捕获，或通过throws向上抛出异常，否则编译会报错。
2） 不能单独使用try、catch或者finally代码块，否则代码在编译时会报错。
3） try代码块后面，可以单独的跟一个到多个catch代码块，也可以单独的仅跟一个finally代码块，catch代码块和finally代码块可以同时存在，但finally代码块一定要跟在catch代码块之后。
格式如下:
try{
//try块的代码
}catch(异常类型 异常变量){
//一个或多个catch块
}finally{
//最多只能有一个finally块
//不管是否有异常抛出或捕获，finally代码块都会被执行
}
4） 在try…catch…finally结构中，不论程序是否会抛出异常，finally代码块都会被执行。
5） try只能跟catch代码配合使用时，可以使用多个catch块，来捕获try代码块中可能发生的多种异常。异常发生后，Java虚拟机会由上而下的检查当前catch代码块中所捕获的异常，是否与try代码中发生的异常匹配，若匹配，则不再执行其它的catch代码块。
如果多重catch代码块捕获的是同种类型的异常，则捕获子类异常的catch代码块要放在捕获父类异常的catch块代码之前，否则将会在编译时发生编译错误。
//格式如下：
try {
//try中的代码
}catch(NumberFormatException ex){
//数据格式化异常
//异常1
} catch (IIIegalArgumentException ex) {
//非法参数异常
//异常2，NumberFormatException是IIIegalArgumentException的子类
} catch (RuntimeException ex) {
//运行时异常
//异常3，IIIegalArgumentException是RuntimeException的子类
} catch (Exception ex) {
//异常4，RuntimeException是Exception的子类
}
6） 在try、catch、finally等的代码块中，定义的变量为局部变量，只能在代码块内部使用，如果要使用全局变量，则要将变量定义在这几个模块之外；
7） 在使用throw语句，抛出一个异常对象时，该语句后面的代码将不会被执行。
//例：
if(age<0){
//如果年龄小于0
throw new Exception("年龄不能为负数！");//1抛出一个异常
}
return age; //2
解析： 在程序运行过程中，当年龄小于0时，会使用1处的代码行抛出异常，并中断该段程序的执行，因此此时代码行2将不能执行。
四、自定义异常
1.案例
自定义异常，必须是继承自Throwable类或其子类，才能被视为异常类，在实现中通常继承Exception类或其子类。
（自定义类的使用方法与Java语言内置的异常类的使用方法相同。）
例：
//自定义异常类
public class MyStrChkException extends Exception{
private static final long serialVersionUID = 1L;
private String content;
public MyStrChkException(String content) {
this.content = content;
}
public String getContent() {
return content;
}
}
//测试类
public class MyStrChkTest {
/**检查字符串是否含有非法字符的方法
* @param str 要检查的字符串
* @throws MyStrChkException 抛出自定义的异常*/
public static void chkStr(String str) throws MyStrChkException{
char[] array = str.toCharArray();
int len = array.length;
for(int i=0;i<len-1;i++) {
//数字0~9的ASSIC码值为48.57，大写字母A~Z的ASSIC码值为65~90
//小写字母的ASSIC码值为97-122
if(!((array[i]>=48 && array[i]<=57) ||(array[i]>=65 && array[i]<=90) ||(array[i]>=97 && array[i]<=122))) {
throw new MyStrChkException("字符串："+str+"中含有非法字符。");
}
}
}
public static void main(String[] args) {
String str1 = "abczA09Z";
String str2 = "ab!334@";
try {
chkStr(str1);
System.out.println("字符串1为："+str1);
chkStr(str2);
System.out.println("字符串1为："+str2);
}catch(MyStrChkException ex) {
System.out.println("触发自定义的异常，异常内容如下：");
System.out.println(ex.getContent());
}
}
}
运行结果：
字符串1为：abczA09Z
触发自定义的异常，异常内容如下：
字符串：ab!334@中含有非法字符。
五、综合案例
1.问题
一般程序中遇到除数为0的情况时，或者不是整数类型的数据时，运行就会出错，此时该如何解决呢？
2.解决方案
方案1：利用if…else改进代码！
面对除数为0的这种情况，我们需要做如下修改：
```java
public class DivByZeroUseMultiCatch {
public static void main(String[] args) {
Scanner input = new Scanner(System.in);//输入对象
int x, y;
System.out.println("请输入一个除数x：");
if(input.hasNextInt()){
//判断是否为整数
x = input.hasNextInt();
if(x==0){
System.out.println("除数是0，运算结果为无穷大。")
}else{
y = 10/x;
System.out.println("10/x的结果为："+y);
}else{
System.out.println("您输入的数据不是整数类型。");
}
input.close();
}
}
缺陷：
使用 if…else语句使得程序的复杂度增加，编程时出错率也大大升高，在代码量增加的前提下，也增加了修改和维护的难度，降低了开发的效率。所以还需要改进代码。
方案2：使用try…catch代码块改进代码！---->达到理想的效果！
public class DivByZeroUseFinally {
public static void main(String[] args) {
Scanner input = new Scanner(System.in);
int x, y;
System.out.println("请输入除数x：");
try {
x = input.nextInt();
y = 10 / x;
System.out.println("10/x的结果为：" + y);
} catch (InputMismatchException ex) {
System.out.println("输入的除数数据必须是整数类型！");
} catch (ArithmeticException ex) {
System.out.println("除数不能为0！");
} catch (Exception ex) {
System.out.println("其它未知的错误！");
}
input.close();
}
}
.