第7章 JAVA異常處理

第7章異常處理7.1異常的基本概念

7.2異常類的繼承架構

7.3拋出異常

7.4編寫自己的異常類

7.1異常的基本概念

異常也稱為例外，是在程序運行過程中發(fā)生的、會打斷程序正常執(zhí)行的事件。下面是幾種常見的異常：

(1)算術異常(ArithmeticException)。

(2)沒有給對象開辟內存空間時會出現(xiàn)空指針異常(NullPointerException)。

(3)找不到文件異常(FileNotFoundException)。

所以在程序設計時，必須考慮到可能發(fā)生的異常事件，并做出相應的處理，這樣才能保證程序的正常運行。

7.1.1異常處理的目的

在沒有異常處理的語言中，必須使用if或switch等語句，配合所設想得到的錯誤狀況來捕捉程序中所有可能發(fā)生的錯誤。但為了捕捉這些錯誤，編寫出來的程序代碼中經常有很多if語句，有時即使這樣也未必能捕捉到所有的錯誤，而且這樣做勢必導致程序運行效率的降低。

Java的異常處理機制恰好改進了這一點，它具有易于使用，可自行定義異常類，處理拋出異常的同時不會降低程序的運行速度等優(yōu)點。因而在Java程序設計時，應充分地利用Java的異常處理機制，以增進程序的穩(wěn)定性，提高效率。7.1.2簡單的異常范例

Java本身已有相當好的機制來處理異常的發(fā)生。本節(jié)主要介紹Java是如何處理異常的。下例TestException7_1是一個錯誤的程序，它在訪問數(shù)組時，下標值已超過了數(shù)組下標所容許的最大值，因此會有異常發(fā)生。

【例7-1】TestException7_1.java。在編譯時程序不會發(fā)生任何錯誤，但是在執(zhí)行到第6行時會產生下列錯誤信息：

Exceptioninthread"main"java.lang.ArrayIndexOutOfBoundsException:10

atTestException7_1.main(TestException7_1.java:6)

錯誤的原因在于數(shù)組的下標值超出了最大允許的范圍。Java發(fā)現(xiàn)這個錯誤之后，便由系統(tǒng)拋出“ArrayIndexOutOf

BoundsException”這個種類的異常，用來表示錯誤的原因，并停止運行程序。如果沒有編寫相應的處理異常的程序代碼，則Java的默認異常處理機制會先拋出異常，然后停止程序運行。7.1.3發(fā)生異常時的處理

TestException7_1的異常發(fā)生后，Java便把這個異常拋了出來，可是拋出來之后沒有程序代碼去捕捉它，所以程序到第6行便結束，程序根本不會執(zhí)行到第7行。如果加上捕捉異常的程序代碼，則可針對不同的異常做妥善的處理。這種處理的方式稱為異常處理。

異常處理是由try、catch與finally三個關鍵字所組成的程序塊，其語法如下：上述語法是依據(jù)下列的順序來處理異常的：

(1)?try程序塊若有異常發(fā)生，則程序的運行便中斷，并拋出“異常類所產生的對象”。

(2)拋出的對象如果屬于catch括號內欲捕捉的異常類，則catch會捕捉此異常，然后進到catch的塊中繼續(xù)運行。

(3)無論try程序塊是否捕捉到異常，或者捕捉到的異常是否與catch括號中的異常相同，最后一定都會運行finally塊中的程序代碼。

(4)?finally的程序代碼塊運行結束后，程序再回到try-catch-finally塊之后繼續(xù)執(zhí)行。由上述過程可知，異常捕捉過程中做了兩個判斷：第一個是try程序塊是否有異常產生，第二個是產生的異常是否和catch括號內欲捕捉的異常相同。值得一提的是，finally塊是可以省略的。如果省略了finally塊不寫，則在catch塊運行結束后，程序跳到try-catch塊之后繼續(xù)執(zhí)行。根據(jù)這些基本概念與運行的步驟，可以繪制出如圖7-1所示的流程圖。

異常處理的語法格式中，“異常類”指由程序拋出的對象所屬的類，例如例7-1中出現(xiàn)的“ArrayIndexOutOfBoundsException”就屬于異常類的一種。至于有哪些異常類以及它們之間的繼承關系，本書后面小節(jié)將做更進一步的探討。下面的程序代碼加入了try與catch，使得程序本身具有捕捉異常與處理異常的能力。圖7-1異常處理的流程圖輸出結果：

數(shù)組超出綁定范圍！

這里一定會被執(zhí)行！

main()方法結束！

程序說明：

(1)第7行聲明一個名為arr的整型數(shù)組，并開辟了5個數(shù)據(jù)空間。

(2)第8行為數(shù)組中的第10個元素賦值，此時已經超出了該數(shù)組本身的范圍，所以會出現(xiàn)異常。發(fā)生異常之后，程序語句轉到catch語句中去處理，程序通過finally代碼塊統(tǒng)一結束。

(3)第5～9行的try塊用來檢查是否有異常發(fā)生。若有異常發(fā)生,且拋出的異常屬于ArrayIndexOutOfBoundsException類，則運行第10～13行的代碼塊。因為第8行所拋出的異常正是ArrayIndexOutOfBoundsException類，所以第12行會輸出“數(shù)組超出綁定范圍！”字符串。由本例可看出，通過異常機制，即使程序運行時發(fā)生問題，只要能捕捉到異常，程序便能順利地運行到最后，且還能適時地加入對錯誤信息的提示。

(4)第10行如果捕捉到了異常，則在catch括號內的異常類ArrayIndexOutOfBoundsException之后生成一個對象e，利用此對象可以得到異常的相關信息。下例說明了類對象e的應用。例7-3省略了finally塊，但程序依然可以運行。在第10行中，把catch后括號內的內容想象成方法的參數(shù)，而e就是ArrayIndexOutOfBoundsException類的對象。對象e接收到由異常類所產生的對象之后，就進到第11行，輸出“數(shù)組超出綁定范圍！”這一字符串，而第12行則輸出異常所屬的種類，也就是java.lang.ArrayIndexOutOfBoundsException。java.lang正是ArrayIndexOutOfBoundsException類所屬的包。

7.1.4異常處理的方法

當異常發(fā)生時，通?？梢杂脙煞N方法來處理：一種是交由Java默認的異常處理機制進行處理。采用這種處理方式時，Java通常只能輸出異常信息，接著便終止程序的運行。例如，TestException7_1的異常發(fā)生后，Java默認的異常處理機制會顯示：

Exceptioninthread"main"java.lang.ArrayIndexOutOfBoundsException:10

atTestException7_1.main(TestException7_1.java:6)

接著結束TestException7_1的運行。

另一種處理方式是自行編寫try-catch-finally塊來捕捉異常，如TestException7_2與TestException7_3。自行編寫程序代碼來捕捉異常最大的好處是：可以靈活操控程序的流程，且可做出最適當?shù)奶幚?。圖7-2繪出了異常處理機制的選擇流程。圖7-2異常處理的方法

7.2異常類的繼承架構

異?？煞譃閮纱箢悾簀ava.lang.Exception類與java.lang.Error類。這兩個類均繼承自java.lang.Throwable類。圖7-3為Throwable類的繼承關系圖。從圖中可以看出，Java異常事件分為兩大類：一大類繼承Error類，另一大類繼承Exception類。圖7-3Throwable

類的繼承關系圖習慣上將Error與Exception類統(tǒng)稱為異常類，但這兩者本質上還是有所不同的。Error類專門用來處理嚴重影響程序運行的錯誤，可是通常程序設計者不會設計程序代碼去捕捉這種錯誤，其原因在于即使捕捉到它，也無法給予適當?shù)奶幚?，如Java虛擬機出錯就屬于一種Error。不同于Error類，Exception類包含了一般性異常，這些異常通常在捕捉到之后便可做妥善的處理，以確保程序繼續(xù)運行，如TestException7_2中所捕捉到的ArrayIndexOutOfBoundsException就屬于這種異常。從圖7-3所示的異常類的繼承關系圖中可以看出：Exception類擴展出數(shù)個子類，其中IOException、RuntimeException是較常用的兩種。RuntimeException即使不編寫異常處理的程序代碼，依然可以編譯成功，而這種異常必須在程序運行時才有可能發(fā)生。與RuntimeException不同的是，IOException一定要編寫異常處理的程序代碼才行，它通常用來處理與輸入/輸出相關的操作，如文件的訪問、網絡的連接等。當異常發(fā)生時，發(fā)生異常的語句代碼會拋出一個異常類的實例化對象，之后此對象與catch語句中類的類型進行匹配，然后在相應的catch中進行處理。

7.3拋出異常

前兩節(jié)介紹了try-catch-finally程序塊的編寫方法，本節(jié)將介紹如何拋出(throw)異常，以及如何由try-catch來接收所拋出的異常。拋出異常有下列兩種方式：

(1)在程序中拋出異常。

(2)指定方法拋出異常。

7.3.1在程序中拋出異常

在程序中拋出異常時，一定要用到throw這個關鍵字，其語法如下：

throw異常類實例對象；

從上述格式中可以看出，在throw后面拋出的是一個異常類的實例對象。

【例7-4】TestException7_4.java。程序說明：

(1)該程序是要計算a/b的值。因b是除數(shù)，故不能為0。若b為0，則系統(tǒng)會拋出ArithmeticException異常，代表除到0這個數(shù)。

(2)在try塊中，利用第8行來判斷除數(shù)b是否為0。如果b=0，則運行第9行的throw語句，拋出ArithmeticException異常；如果b不為0，則輸出a/b的值。在此例中強制把b設為0，因此try塊的第9行會拋出異常，并由第13行的catch捕捉到異常。

(3)拋出異常時，throw關鍵字所拋出的是異常類的實例對象，因此第9行的throw語句必須使用new關鍵字來產生對象。7.3.2指定方法拋出異常

如果方法內的程序代碼可能會發(fā)生異常，且方法內又沒有使用任何代碼塊來捕捉這些異常，則必須在聲明方法時一并指明所有可能發(fā)生的異常，以便讓調用此方法的程序得以做好準備來捕捉異常。也就是說，如果方法會拋出異常，則可將處理此異常的try-catch-finally塊寫在調用此方法的程序代碼內。如果要由方法拋出異常，則方法必須采用下面的語法來聲明：

方法名稱(參數(shù)…)throws異常類1，異常類2，…

下例指定由方法來拋出異常，注意此處把main()方法與add()方法編寫在同一個類內。程序說明：

(1)第1～10行聲明一個Test類，此類中有一個add(inta,intb)方法，但在此方法后用throws關鍵字拋出一個Exception異常。

(2)第15行實例化一個Test對象t。

(3)在第16行調用Test類中的add()方法。

從上面的編譯結果可以看出，如果在類的方法中用throws拋出一個異常，則在調用它的地方就必須明確地用try-catch來捕捉。 7.4編寫自己的異常類

Java可通過繼承的方式編寫自己的異常類。因為所有可處理的異常類均繼承自Exception類，所以自定義異常類也必須繼承這個類。自己編寫異常類的語法格式如下：

可以在自定義異常類中編寫方法來處理相關的事件，甚至不編寫任何語句也可正常地工作，這是因為父類Exception已提供了相當豐富的方法，通過繼承，子類均可使用它們。程序說明：

(1)第1～8行聲明一個DefaultException

類，此類繼承自Exception類，所以此類