【JAVA基础&异常处理】知识点复盘、整理

【JAVA基础&异常处理】知识点复盘、整理

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· JAVA基础&高级

前言

本篇笔记将对 Java 基础部分内容的 “异常处理” 章节知识点进行梳理、复盘、总结。

“温故而知新”

目录

异常处理

0x01：异常概述

在 Java 语言中， 将程序执行中发生的不正常情况称为“异常” (开发过程中的语法错误和逻辑错误不是异常) ，Java 程序在执行过程中所发生的异常事件可分为两类：

  • Error： 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 和 OOM。 一般不编写针对性的代码进行处理。

  • Exception: 其它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
    • 数组角标越界

对于这些错误， 一般有两种解决方法：

  • 一是遇到错误就终止程序的运行。
  • 另一种方法是由程序员在编写程序时， 就考虑到错误的检测、 错误消息的提示， 以及错误的处理。

捕获错误最理想的是在编译期间， 但有的错误只有在运行时才会发生。比如： 除数为 0， 数组下标越界等

分类： 编译时异常和运行时异常

  • 运行时异常

    • 是指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，是程序员应该积极避免其出现的异常。 java.lang.RuntimeException 类及它的子类都是运行时异常。

    • 对于这类异常，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。

  • 编译时异常

    • 是指编译器要求必须处置的异常。即程序在运行时由于外界因素造成的一般性异常。 编译器要求 Java 程序必须捕获或声明所有编译时异常。
    • 对于这类异常，如果程序不处理，可能会带来意想不到的结果。

0x02：常见的异常

  • java.lang.Error：一般不编写针对性的代码进行处理
  • java.lang.Exception: 可以进行异常的处理，所有的异常类型都继承与该类。而Exception 又继承于 java.lang.Throwable

运行时异常

  • IOException

    • FileNotFoundException（文件未找到）

  • ClassNotFoundException

编译时的异常

在此只列出较为常见的

  • 空指针异常：NullPointerException
@Test
public void test1(){
    String str = "abc";
    str = null;
    System.out.println(str.charAt(0));
}
  • 越界异常：IndexOutOfBoundsException
@Test
public void test2(){
    //数组角标越界：ArrayIndexOutOfBoundsException
    int[] arr = new int[10];
    System.out.println(arr[10]);
    //字符串角标越界：StringIndexOutOfBoundsException
    String str = "abc";
    System.out.println(str.charAt(3));
}
  • 类型转换异常：ClassCastException
@Test
public void test3(){
    Object obj = new Date();
    String str = (String)obj;
  • 数值转换异常：NumberFormatException
@Test
public void test4(){
    String str = "123";
    str = "abc";
    int num = Integer.parseInt(str);
}
  • 输入异常：InputMismatchException
@Test
public void test5(){
    Scanner scanner = new Scanner(System.in);
    int score = scanner.nextInt();
    System.out.println(score);
    scanner.close();
}
  • 算数异常：ArithmeticException
@Test
public void test6(){
    int a = 10;
    int b = 0;
    System.out.println(a / b);
}

0x03：异常的处理：抓抛模型

异常的处理方式一：“抓”

可以理解为异常的处理方式，将异常可能出现的代码进行捕获、处理

常见的处理方式有

  • try-catch-finally
  • throws

try-catch-finally 的基本使用：

try{
    //可能出现异常的代码
}catch(异常类型1 变量名1){
    //处理异常的方式1
}catch(异常类型2 变量名2){
    //处理异常的方式2
}catch(异常类型3 变量名3){
    //处理异常的方式3
}
finally{
    //一定会执行的代码
}

运行时异常的例子：

@Test
public void test1(){
    String str = "123";
    str = "abc";
    int num = 0;
    try{
        num = Integer.parseInt(str);
        System.out.println("hello-----1");
    }catch(NumberFormatException e){
        System.out.println("出现数值转换异常了，不要着急....");
        //String getMessage():
        System.out.println(e.getMessage());
        //printStackTrace():
        e.printStackTrace();
    }catch(NullPointerException e){
        System.out.println("出现空指针异常了，不要着急....");
    }catch(Exception e){
        System.out.println("出现异常了，不要着急....");

    }
    System.out.println(num);
    System.out.println("hello-----2");
}

编译时异常的例子：

@Test
public void test2(){
    try{
        File file = new File("hello.txt");
        FileInputStream fis = new FileInputStream(file);
        int data = fis.read();
        while(data != -1){
            System.out.print((char)data);
            data = fis.read();
        }
        fis.close();
    }catch(FileNotFoundException e){
        e.printStackTrace();
    }catch(IOException e){
        e.printStackTrace();
    }
}

finally 的使用：

@Test
public void test2(){
    FileInputStream fis = null;
    try {
        File file = new File("hello1.txt");
        fis = new FileInputStream(file);

        int data = fis.read();
        while(data != -1){
            System.out.print((char)data);
            data = fis.read();
        }
    } catch (FileNotFoundException e) {
        e.printStackTrace();
    } catch (IOException e) {
        e.printStackTrace();
    }finally{
        try {
            if(fis != null)  //文件不存在时得到对象的值为null
                fis.close();
        } catch (IOException e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }
}

对上述内容进行总结

  • 使用 try-catch-finally 处理编译时异常，使得程序在编译时就不再报错，但是运行时仍可能报错。相当于我们使用 try-catch-finally 将一个编译时可能出现的异常，延迟到运行时出现。
  • 开发中，由于运行时异常比较常见，所以我们通常就不针对运行时异常编写 try-catch-finally 了。针对于编译时异常，我们说一定要考虑异常的处理。

使用总结：

  • finally 是可选的

  • 使用 try 将可能异常的代码包装起来，一旦出现异常，就会生成一个对应异常类的对象，根据此对象的类型，去 catch 中进行匹配

  • 一旦 try 中的异常对象匹配到某一个 catch 时，就会进入到 catch 的代码块中进行异常处理，一旦处理完成，就跳出当前的 try-catch 结构（在没有写 finally 的情况）。继续执行其后的代码

  • 常用的异常对象处理的方式：

    • String getMessage()
    • printStackTrace()

  • 在 try结构中声明的变量，再出了 try 结构以后，就不能再被调用

  • try-catch-finally 结构可以嵌套

异常的处理方式二：“抛”

关键字：throws

程序在正常执行的过程中，一旦出现异常，就会在异常代码处生成一个对应的异常类对象，并将此对象抛出。一旦抛出该对象以后，其后的代码就不再执行。

  • "throws + 异常类型" 写在方法的声明处，当指明此方法执行时，可能会抛出的异常类型。

  • 一旦当方法体执行时，出现异常，仍会在异常代码处生成一个异常类的对象，此对象满足 throws 后异常类型时，就会被抛出。异常代码后续的代码，就不再执行！

如下例子

public static void main(String[] args){
    try{
        method2();

    }catch(IOException e){
        e.printStackTrace();
    }
    //		method3();
}

public static void method3(){
    try {
        method2();
    } catch (IOException e) {
        e.printStackTrace();
    }
}

public static void method2() throws IOException{
    method1();
}

public static void method1() throws FileNotFoundException,IOException{
    File file = new File("hello1.txt");
    FileInputStream fis = new FileInputStream(file);

    int data = fis.read();
    while(data != -1){
        System.out.print((char)data);
        data = fis.read();
    }
    fis.close();
    System.out.println("hahaha!");
}

重写的规则：

“ 子类重写的方法抛出的异常类型，不能大于父类被重写的方法所抛出的异常类型 ”


public class OverrideTest {
	
	public static void main(String[] args) {
		OverrideTest test = new OverrideTest();
		test.display(new SubClass());
	}

	public void display(SuperClass s){
		try {
			s.method();
		} catch (IOException e) {
			e.printStackTrace();
		}
	}
}

class SuperClass{
	public void method() throws IOException{
		
	}
}

class SubClass extends SuperClass{
//	public void method()throws Exception {
//		
//	}
	public void method()throws FileNotFoundException{

	}
}

从上面的例子中，如果 SubClass 抛出的是 Exception 异常，而父类的被重写的方法所抛出为 IOException ，此时编译则无法通过，因为 Exception 异常包含了所有的异常类型，而父类只能接受子类抛出的 IOException

一些体会

  • try-catch-finally: 真正的将异常给处理掉了，而throws 的方式只是将异常抛给了方法的调用者。并没有真正将异常处理掉。

  • 在实际开发中如何选择使用 try-catch-finally 还是使用 throws？

    • 如果父类中被重写的方法没有 throws 方式处理异常，则子类重写的方法也不能使用throws，这意味着，如果子类重写的方法中有异常，必须使用 try-catch-finally方式处理。
    • 执行的方法 a 中，先后又调用了另外的几个方法，这几个方法是递进关系执行的。我们建议这几个方法使用 throws 的方式进行处理。而执行的方法 a 可以考虑使用 try-catch-finally 方式进行处理。

0x04：手动抛出异常对象

关键字：throw ，体现的是生成一个异常对象，在方法体内定义

区别于 throws，体现的是异常的处理，在方法的声明处处定义

如下例子

public class StudentTest {
    public static void main(String[] args) {
        try {
            Student s = new Student();
            s.regist(-1001);
            System.out.println(s);
        } catch (Exception e) {
            // e.printStackTrace();
            //获取异常中的提示信息
            System.out.println(e.getMessage());
        }
    }	
}
class Student{
    private int id;
    public void regist(int id) throws Exception {
        if(id > 0){
            this.id = id;
        }else{
            //	System.out.println("您输入的数据非法！");
            //手动抛出异常对象
            //	throw new Exception("您输入的数据非法！");
            throw new RuntimeException("您输入的数据非法！");
        }
    }
    @Override
    public String toString() {
        return "Student [id=" + id + "]";
    }
}

0x05：自定义异常类

如何自定义异常类？

  • ① 继承于现有的异常结构：RuntimeException 、Exception

  • ② 提供全局常量：serialVersionUID （用于IO传输时校验两个对象是否相等）

  • ③ 提供重载的构造器

构建一个自定义异常类 MyException ，继承于 MyException，如下代码

public class MyException extends Exception{
	
	static final long serialVersionUID = -7034897193246939L;
	
	public MyException(){
		
	}
	
	public MyException(String msg){
		super(msg);
	}
}

修改 0x04 章节例子中的代码，抛出我们自定义的异常类

public void regist(int id) throws Exception {
    if(id > 0){
        this.id = id;
    }else{
        //throw new RuntimeException("您输入的数据非法！");
        throw new MyException("不能输入负数");
    }
}

运行结果：

不能输入负数

RuntimeException 和 Exception 的区别是什么？

  • Exception：受检查异常。可以理解为错误，必须要开发者解决以后才能编译通过，解决的方法有以下两种：

    • throw 到上层
    • try-catch 处理

  • RunTimeException：运行时异常，又称不受检查异常，不受检查！

    因为不受检查，所以在代码中可能会有 RunTimeException 时 Java 编译检查时不会告诉你有这个异常，但是在实际运行代码时则会暴露出来，比如经典的 1/0 ，空指针等。如果不处理也会被 Java 自己处理。

0x06：一些问题

throw 与 throws 的区别是什么？

  • throw 可以主动的在代码中抛出异常，也可以使用该关键字抛出自定义的异常类
  • throws 用于声明异常，将方法中出现的异常向上（调用方）抛出，由调用方去决定如何处理该异常。

上游排污（throw）下游（throws）治污

总结

总结：异常处理的 5 个关键字

  • try、catch、finally 、throw 、throws

“一首小悟”

  • 世界上最遥远的 距离，是我在 if 里你在 else 里，似乎一直相伴又永远分离；
  • 世界上最痴心的 等待，是我当case你是switch，或许永远都选不上自己；
  • 世界上最真情的 相依，是你在 try 我在 catch。无论你发神马脾气，我都默默承受，静静处理。到那时，再来期待我们的 finally。

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