JAVA物件導向基礎--異常

月亮警察發表於2024-03-11
Java物件

一、什麼是異常

異常（Exception）指程式執行中出現的不期而至的各種狀況，如：

  • 檔案找不到
  • 網路連線失敗
  • 非法引數等

注意：異常發生在程式執行期間，它影響了正常的程式執行流程

二、異常的簡單分類：

  1. 檢查性異常：最具代表性的異常
  • 使用者錯誤或者問題引起的異常，這是程式設計師無法預見的異常，這些異常在編譯時不能被簡單地忽略
  • 例如：開啟一個不存在的檔案時，一個異常就發生了
  1. 執行時異常：可能會被程式設計師避免的異常
  • 與檢查性異常相反，執行時異常可能在編譯時被忽略
  1. 錯誤ERROR：錯誤不是異常，而是脫離程式設計師控制的問題
  • 錯誤在程式碼中通常被忽略
  • 例如：當一個棧溢位時，一個錯誤就發生了，它們在編譯時也檢查不到

三、異常體系結構

Java把異常當作物件來處理，並定義了一個基類java.lang.Throwable作為所有異常的超類

在java中 API中已經定義了許多異常類，這些異常類分為兩大類：Error(錯誤)和Exception(異常)

1、Exception

在Exception分支中有一個重要的子類RuntimeException(執行時異常)，包括以下異常：

  • ArrayIndexOutOfBoundsException（陣列下標越界異常）
  • NullPointerException（空指標異常）
  • ArithmeticException（算術異常）
  • MissingResourceException（丟失資料）
  • ClassNotFoundException（找不到類）
  • UnKnownTypeException（未知型別異常）
  • IllegalArgumentException（非法引數異常）

注意：這些異常一般是由程式邏輯錯誤引起的，程式應該從邏輯角度儘可能避免這類異常的發生

2、Error

  • Error類物件由Java虛擬機器生成並丟擲，大多數錯誤與程式碼編寫者所執行的操作無關
  • Java虛擬機器執行錯誤(Virtual MachineError)，當JVM不再有繼續執行操作所需的記憶體資源時，將出現OutOfMemoryError；這些異常出現時，Java虛擬機器（JVM）一般會選擇執行緒終止
  • 發生在虛擬機器試圖執行應用時，如類定義錯誤（NotClassDefFoundError）、連結錯誤（LinkageError）
    • 這些錯誤是不可查的，因為它們在應用程式的控制和處理能力之外，而且絕大多數是程式執行時不允許出現的狀況

3、Error和Exception的區別：

  • Error通常是災難性的致命的錯誤，是程式無法控制和處理的，當出現這些異常時，Java(JVM)一般會選擇終止執行緒
  • Exception通常情況下是可以被程式處理的，並且在程式中應該儘可能去處理這些異常

四、異常捕獲

關鍵字：try...catch...finally

執行以下程式碼會報錯：ArithmeticException: / by zero

  • 是Java中的一個執行時異常類，它繼承自java.long.RuntimeException類
  • 該異常表示在數學運算中發生了算術錯誤或不合法的操作。
//異常捕獲
public class Exception {
    public static void main(String[] args) {
        int a = 5;
        int b = 0;
        System.out.println(a/b);
    }
}

處理異常的方法：

public class CatchException {
    public static void main(String[] args) {
        int a = 5;
        int b = 0;
        //異常捕獲
        //可以自己寫，也可以使用快捷鍵Ctrl+Alt+T（先選中需要捕抓的語句）
        try { //監控區域
            System.out.println(a/b);
        } catch (Exception e) { //catch(捕獲的異常型別）  捕獲異常
            //e.printStackTrace();//列印錯誤的棧資訊
            System.out.println("0不能作為除數");
        } finally { //處理善後工作，無論有沒有異常都會執行（可有可無）
            System.out.println("finally");
        }
    }
}

1、多層捕獲

注意：多次捕獲異常時，需要按從低到高的異常階級來，可參考異常體系結構圖

public class CatchException_mul {
    public static void main(String[] args) {
        int a = 5;
        int b = 0;
        try {
            System.out.println(a/b);
        } catch (Error e) {
            System.out.println("Error");
        } catch (Exception e){
            System.out.println("Exception");//異常匹配成功，輸出
        }catch (Throwable t){
            System.out.println("Throwable");//Throwable最高階的異常
        }finally {
            System.out.println("finally");
        }
    }
}

執行結果如下：

2、主動丟擲異常

關鍵字：throw，throws

public class throw01 {
    public static void main(String[] args) {
        new throw01().test(5,0);
    }
    //自定義方法，丟擲異常
    public void test (int x,int y){
        if(y == 0){
            throw new ArithmeticException();//主動丟擲異常，一般在方法中使用
        }
    }
}

五、自定義異常（不常用）

使用Java內建的異常類可以描述在程式設計時出現的大部分異常情況；除此之外，使用者還可以自定義異常

注意：使用者自定義異常類，需要繼承Exception類

1、定義步驟

  1. 建立自定義異常類
  2. 在方法中透過throw關鍵字丟擲異常
  3. 如果在當前丟擲異常的方法中處理異常，可以使用try-catch語句捕獲並處理；否則在方法的宣告處透過throws關鍵字指明要拋處給方法呼叫者的異常
  4. 在出現異常方法的呼叫者中捕獲並處理異常
//自定義的異常類
//繼承Exception類
public class D_Exception extends Exception {
    //傳遞資料 > 10
    private int derail;
    //方法
    public D_Exception(int x){
        this.derail = x;
    }

    //toString:異常的列印資訊
    @Override //重寫toString()方法
    public String toString() {
        //內容自定義
        return "D_Exception{"+ derail+"}";
    }
}

//測試類
public class Application {
    //可能存在異常的方法
    //如果這裡不加throws...，則需要使用try..catch捕獲
    static void test(int x) throws D_Exception {
        System.out.println("傳遞的引數是："+ x);
        if(x>10){
            throw new D_Exception(x);//丟擲異常
        }
        System.out.println("OK");
    }

    //main方法
    public static void main(String[] args) {
        //捕獲異常
        try {
            test(11);//11>10,輸出異常！！！
        } catch (D_Exception e) {
            //e：D_Exception中定義的異常資訊
            System.out.println("D_Exception=>"+e);//處理異常
        }
    }
}

2、經驗總結

  1. 處理執行時異常時，採用邏輯去合理規避同時用try-catch輔助處理
  2. 在多重catch塊後面，可以加一個catch(Exception) 來處理可能會被遺漏的異常
  3. 對於不確定的程式碼，也可以加上try-catch，處理潛在的異常
  4. 儘量去處理異常，切忌只是簡單地呼叫printStackTrace()去列印輸出
  5. 具體如何處理異常，要根據不同的業務需求和異常型別去決定
  6. 儘量新增finally語句塊去釋放佔用的資源（IO、Scanner.....）

相關文章