11级_Java_曹建波4.24 异常处理的基础知识

异常处理的基础知识

运行时错误（runtimeerror）

在程序运行时出现的一些非正常的现象被称为运行时错误，如除数为0、数组下标越界、文件不存在、内存不够用等等。

分类：根据错误性质将运行时错误分为两类

致命性的错误

非致命性的异常

异常处理的类层次

Java中预定义了很多异常类，每个异常类代表一种运行错误。

常用Exception类的子类：

异常类	描述
NullPointerException	空指针异常
ArrayIndexOutOfBoundsException	数组越界访问异常
ClassNotFoundException	试图访问一个根本不存在的类
IOException	输入/输出异常
NumberFormatException	错误的类型转换异常
ArrayStoreException	当向数组存入错误类型数据时
ArithmeticException	除数为0的算术异常

未被捕获“异常”

“异常”对象是Java运行时对某些“异常”情况作出反应而产生的。如果不处理“异常”会有什么样的情况发生？

例8.1 被0除异常。

class TestException1{

public static void main(String args[]){

int d=0;

int a=42/d;

}

}

class TestException2{

static void subRoutine(){

int d=0;

int a=10/d;

}

public static void main(String args[]){

TestException2.subRoutine();

}

}

Java提供了异常处理机制，通过面向对象的方法来处理异常。

在程序运行的过程中，如果发生了异常，则该程序（或Java虚拟机）生成一个代表该异常类的对象（包含该异常的详细信息），并把交给运行时系统；

运行时系统从生成对象的代码开始，沿方法的调用栈逐层回溯查找，直到找到包含相应处理代码的方法，并把异常对象交给该方法，来处理这一异常。

使用try-catch-finally语句捕获和处理异常

格式：try{

//产生异常的语句

}catch(异常类1 变量){

//异常处理代码

}catch(异常类2 变量){

//异常处理代码

}[finally{

}]

try语句块

将程序中可能出现异常的代码放入try块中。

当try块中有语句引发异常时，系统将不再执行try块中未执行的语句，而执行匹配的catch块。

如果try块中没有语句引发异常，则程序执行完try块中的语句后不执行catch块中的语句，即跳过catch语句，继续执行后面的程序。

catch块

每个try语句后面必须伴随一个或多个catch语句，用于捕捉try语句块所产生的异常并作相应的处理。

catch子句的目标是解决“异常”情况，并像没有出错一样继续运行。

注意：一个try和它的catch语句组成了一个单元。catch子句的范围限制于try语句块中的语句。一个catch语句不能捕获另一个try声明所引发的异常（除非是嵌套的try语句情况）。被try保护的语句声明必须在一个大括号之内。try语句块不能单独使用。

多个catch块
一个catch块只能处理一类异常，当try块中的语句组可能抛出多种异常时，就需要有多个catch块来分别处理各种异常。

try{

int a=args.length;System.out.println("a=" + a);

int b=42/a; int c[]={1}; c[42]=99;

}catch(ArithmeticException e){

System.out.println("div by 0:" + e);

}catch(ArrayIndexOutOfBoundsException e){

System.out.println("array index oob:" + e);

}

一个异常对象能否被一个catch块接收主要看该异常对象与catch块中声明的异常类的匹配情况，当它们满足下面条件中的任一条时，异常对象将被接受：

异常对象是catch块中声明的异常类的实例；

异常对象是catch块中声明的异常类的子类的实例；

异常对象实现了catch块中声明的异常类的接口。

当使用多个catch块时，需注意catch子句排列顺序--先特殊到一般，也就是子类在父类前面。如果子类在父类后面，子类将永远不会到达。

try语句的嵌套
一个try语句可以在另一个try块内部----try语句的嵌套。

每次进入try语句，异常的前后关系都会被压入堆栈。如果一个内部的try语句不含特殊异常的catch处理程序，堆栈将弹出，下一个try语句的catch处理程序将检查是否与之匹配。

这个过程将继续直到一个catch语句匹配成功，或者是直到所有的嵌套try语句被检查耗尽。

如果没有catch语句匹配，Java的运行时系统将处理这个异常。

分析：

（1）当在没有命令行参数的情况下运行程序，外面的try块将产生一个被零除的异常。

（2）程序在有一个命令行参数条件下运行，内部的try块将产生一个被零除的异常。因为与内部的catch块不匹配，它将把该异常传给外部的catch块来处理。

（3）如果在具有两个命令行参数的条件下执行该程序，由内部try块产生一个数组下标越界异常，由内部的catch块处理。

finally语句块

某些情况下，不管异常是否发生，都需要处理某些语句，那么就将这些语句放到finally语句块中。finally语句所包含的代码在任何情况下都会被执行。

一个try语句至少有一个catch语句或finally语句与之匹配，但匹配的catch可以有多个，而finally语句只能有一个，并且finally语句并非必须有的。

抛出异常

Java运行时系统引发的异常

异常的抛出

根据需要人工创建并抛出

人工抛出异常

分析：

（1）main()调用方法demoproc()的过程中捕获并处理空指针异常。

（2）demoproc()方法也进行了相同的异常处理并且捕获该异常后将该异常抛出。

（3）创建异常对象：throw newNullPointerException();
或 throw new NullPointerException(“demo”);

声明抛弃异常

如果一个方法中的代码在运行时可能生成某种异常，但是在本方法中不必要，或者不能确定如何处理此类异常时，则可以使用throws声明抛弃异常；

表明该方法中将不对此类异常进行处理，而由该方法的调用者负责处理；

即系统将在调用该方法的上层方法体内寻找合适的异常处理代码，而不再继续执行该方法的正常处理流程。

声明抛弃异常的格式
类型 方法名([参数表]) throws 异常类型，…{
//方法体；
}

虽然Java的内置异常处理能够处理大多数常见错误，但用户仍需建立自己的异常类型来处理特殊情况。这时可以通过创建Exception的子类来定义自己的异常类。

格式：class 类名 extends Exception{

… …

}

在Java中，对异常进行处理需要考虑以下因素：

如果异常事件是在运行时产生的，并且在JDK API中没有与该异常事件相对应的异常对象，则应创建用户自定义类型的异常对象。

如果可以预测异常对象的类型并且该异常是在程序运行时发生的，则建议应用JDK API中定义的系统异常类型，并且可以抛出这种类型的异常对象由JVM处理。

如果不能确定异常对象的类型以及异常发生的时机，则应该采用系统类型异常对象并由JVM处理。

对应用程序设计失误导致的数组越界、非法变量等类型的异常，如果要全部捕获所有类型的异常对象，会增加系统开销，导致程序的运行效率降低，建议应用程序可以不对此类异常进行捕获，而交由JVM进行处理。

对于实现输入/输出处理、网络通讯和数据库访问功能的代码，必须进行异常对象的捕获和处理 。

从JDK1.4版本开始，Java语言引入了断言（assert）机制。目的：程序调试

测试代码或者调试程序时，总会做出一些假设，断言就是用于在代码中捕捉这些假设

表现形式：断言就是程序中的一条语句，它对一个boolean表达式进行检查

一个正确程序必须保证这个boolean表达式的值为true；如果该值为false，说明程序已经处于不正确的状态，系统给出警告或退出

如果没有断言机制，Java程序通常使用if-else或switch语句进行变量状态检查。缺点：

由于检查的数据类型不完全相同，这样的语句形式不会统一。

因为检查仅仅是应用在测试阶段，而if-else或switch语句在发布以后仍然将起作用，如果消除这些代码就意味着要注释或者删除这些代码，如果这些代码量很大就意味着工作很繁重并存在风险。

使用断言的优点：

Java程序员用统一的方式处理状态检查问题；

断言只需在发行的时候关闭该功能即可。

断言的开启和关闭

在默认情况下断言是关闭的，因此在使用断言以前，需要先开启断言功能，方法：
java –ea MyClass 或者
java –enableassertions MyClass

关闭断言功能的方法：
java –da MyClass或者
java –disableassertions MyClass

注意：断言检查通常在开发和测试时开启。为了提高性能，在软件发布后，断言检查通常是关闭的。

断言的使用

Java中使用关键字assert标记断言，语法格式为：

assertExpression1
执行到assert语句时，如果Expression1的值为true，则程序正常执行，如果值为false，该语句创建一个Assertion Error对象，并抛出该对象。

assertExpression1:Expression2

当断言失败时，系统会自动将Expression2的值传递给新建的AssertionError对象，进而将其转换为一个消息字符串保存起来，可以获得更多、更有针对性的检查失败细节信息。

什么时候使用断言

通常来说，断言用于检查一些关键的值，并且这些值对整个程序，或者局部功能的完成有很大的影响。

断言表达式应该短小、易懂，如果需要评估复杂的表达式，应该使用函数计算。

使用断言的情况

检查控制流：在if-else和switch语句中，可以在不应该发生的控制支流上加上assert语句。如果这种情况发生了，assert能够检查出来。

在私有方法计算前，检查输入参数是否有效
对于一些private的方法，要求输入满足一些特定的条件，可以在方法开头使用assert进行参数检查；对于公共方法，通常不使用断言检查

在方法计算后，检查方法结果是否有效

检查程序不变量
private boolean isBalance() {
……
}
//
assert isBalance():"balance is destoried";