《Java程序設(shè)計(jì)》課件第6章

第6章異常處理6.1異常的概念6.2Java語言異常的處理6.3異常的類型

6.1異?常?的?概?念

6.1.1案例：異常處理方法演示

程序在執(zhí)行過程中可能會發(fā)生多種嚴(yán)重程度不同的錯(cuò)誤，這些錯(cuò)誤與編譯錯(cuò)誤不同，不是程序語法的錯(cuò)誤，而是由運(yùn)行時(shí)遇到的一些特殊情況引起的。例如，由于網(wǎng)絡(luò)的問題不能正常從網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器獲取數(shù)據(jù)。程序運(yùn)行時(shí)發(fā)生錯(cuò)誤，Java語言稱之為異常，它會使程序的運(yùn)行流程發(fā)生改變。對于異?？梢圆扇《喾N方式進(jìn)行處理，如終止程序運(yùn)行，這是最簡單的方法。當(dāng)然，大多數(shù)情況下用戶不希望采取這種處理方法。當(dāng)發(fā)生錯(cuò)誤時(shí)，用戶一般會希望程序能夠給出足夠的錯(cuò)誤信息，繼續(xù)運(yùn)行。因此，一個(gè)好的程序員在編寫程序時(shí)，必須預(yù)測程序執(zhí)行過程中可能發(fā)生的各種異常情況。Java語言提供了一種不同于傳統(tǒng)程序設(shè)計(jì)語言的異常處理方法，使程序員可以方便地檢測和處理各種異常情況。下面先看一個(gè)例子?！境绦?.1】異常處理方法演示。

publicclassExceptionDemo

{

staticint[]IntArrayAdd(int[]a,int[]b)

{

int[]c=newint[a.length];

for(inti=0;i<c.length;i++)

c[i]=a[i]+b[i];

returnc;

}

publicstaticvoidmain(String[]args) {

int[]a=newint[20];

int[]b=newint[10];

for(inti=0;i<20;i++)

a[i]=i;

for(inti=0;i<10;i++)

b[i]=i;

try{

int[]c=IntArrayAdd(a,b);

for(inti=0;i<c.length;i++)

System.out.print(""+c[i]);

}catch(Exceptione){

System.out.println(“Thereisanerror!”);

}

}

}

程序運(yùn)行結(jié)果為

Thereisanerror!

從第3章有關(guān)數(shù)組的知識可以知道，程序6.1的main方法在調(diào)用方法IntArrayAdd對數(shù)組b訪問時(shí)下標(biāo)超界，產(chǎn)生一個(gè)異常。由于程序6.1采用了Java語言中的異常處理方法，程序執(zhí)行流程發(fā)生變化，轉(zhuǎn)到語句System.out.println("Thereisanerror!")執(zhí)行。6.1.2異常處理

傳統(tǒng)的程序設(shè)計(jì)語言(例如C)需要程序員檢測錯(cuò)誤發(fā)生的原因并進(jìn)行處理，這樣，就需要在正常執(zhí)行流程中增加一些if-else語句或switch-case語句來檢測函數(shù)的返回值或全局的錯(cuò)誤代碼，判斷發(fā)生了什么類型的錯(cuò)誤。這種處理方法使得程序的流程變得復(fù)雜，難以閱讀理解，而Java語言的異常處理機(jī)制使得錯(cuò)誤信息的處理和流程控制變得很簡單。觀察一下程序6.1可以發(fā)現(xiàn)，程序中的錯(cuò)誤在IntArrayAdd方法中發(fā)生，但是該方法中并沒有錯(cuò)誤處理語句，既沒有用返回值標(biāo)志錯(cuò)誤發(fā)生，也沒有設(shè)置一個(gè)main方法和IntArrayAdd方法可以共同訪問的變量用于傳遞錯(cuò)誤信息。那么，錯(cuò)誤信息是怎樣從IntArrayAdd方法傳遞到main方法的呢？

實(shí)際上IntArrayAdd方法在超界訪問數(shù)組元素時(shí)拋擲了一個(gè)異常，創(chuàng)建了一個(gè)異常對象用于存儲錯(cuò)誤信息，由于IntArrayAdd方法沒有處理該異常，Java虛擬機(jī)終止IntArrayAdd方法的執(zhí)行，然后自動返回到main方法，將流程轉(zhuǎn)入異常處理部分。與傳統(tǒng)的錯(cuò)誤處理方法相比，Java語言的異常處理機(jī)制有很多優(yōu)點(diǎn)。它將錯(cuò)誤處理代碼從常規(guī)代碼中分離出來，例如程序6.1的main方法中先調(diào)用IntArrayAdd方法然后輸出結(jié)果，中間并沒有插入錯(cuò)誤處理的代碼，而按照傳統(tǒng)的方法程序的結(jié)構(gòu)應(yīng)該是這樣的：

調(diào)用IntArrayAdd方法

if(發(fā)生錯(cuò)誤)

輸出錯(cuò)誤信息

else

輸出結(jié)果當(dāng)錯(cuò)誤類型較多，需要分別處理時(shí)，采用這種方法很顯然會使程序流程變得十分復(fù)雜。

異常處理機(jī)制帶來的另一個(gè)好處是錯(cuò)誤的傳播，Java異常會自動在方法調(diào)用堆棧中傳播，例如程序6.1異常從IntArrayAdd方法自動傳遞到main方法。

另外，Java異常處理機(jī)制克服了傳統(tǒng)方法的錯(cuò)誤信息有限的問題，可以針對不同的錯(cuò)誤類型定義不同的異常類，異常處理機(jī)制會根據(jù)異常對象的類型尋找匹配的錯(cuò)誤處理代碼。

6.2Java語言異常的處理

6.2.1try-catch塊

Java語言中異常的捕捉是通過try-catch塊來實(shí)現(xiàn)的，其語法形式為

try{

//程序正常的流程，有可能拋擲異常

}

catch(異常類名異常對象名){

//錯(cuò)誤的處理

}

finally{

//如果try部分代碼執(zhí)行完或catch部分代碼執(zhí)行完，則執(zhí)行該部分代碼

}

try塊為程序正常的流程，如果發(fā)生異常，則終止try塊的執(zhí)行轉(zhuǎn)入catch塊。對于一個(gè)try塊，可以有多個(gè)catch塊，每個(gè)catch后的異常類名應(yīng)不同，Java語言根據(jù)異常對象的類型從上向下匹配，執(zhí)行第一個(gè)與之匹配的catch塊。

Java語言中所有的異常類都是Throwable類的子類，用戶可以從已有的異常類派生新的類型，用于處理用戶程序中特有的錯(cuò)誤類型。如果找不到匹配的catch塊，則該異常繼續(xù)在調(diào)用堆棧中傳播，傳遞給調(diào)用該方法的方法。

由于可以將一個(gè)派生類對象看成是一個(gè)超類的對象，因此，如果多個(gè)catch塊后的異常類有繼承關(guān)系，則應(yīng)將派生類放在前面。例如，當(dāng)程序中數(shù)組下標(biāo)超界時(shí)，Java拋擲出ArrayIndexOutOfBoundsExeption類的異常對象，該異常類是Exception的派生類，因此應(yīng)將ArrayIndexOutOfBounds

Exeption異常類的catch塊放在前面。例如下面的程序段：inta[]=newint[10];

try{

for(inti=0;i<=10;i++)

a[i]=i;

}catch(ArrayIndexOutOfBoundsExeptione){

System.out.println("ArrayIndexoutofBounds");

}catch(Exceptione){

System.out.println("Thereisanexception");

}

該程序段將輸出：

ArrayIndexoutofBounds而如果將兩個(gè)catch塊的順序?qū)φ{(diào)，則變成下面的形式：

inta[]=newint[10];

try{

for(inti=0;i<=10;i++)

a[i]=i;

}catch(Exceptione){

System.out.println("Thereisanexception");

}

catch(ArrayIndexOutOfBoundsExeptione){

System.out.println("ArrayIndexoutofBounds");

}將執(zhí)行第一個(gè)catch塊，輸出：

Thereisanexception

catch塊中的異常對象名相當(dāng)于方法中的形式參數(shù)，作用范圍為該catch塊，它是對捕捉到的異常對象的引用，可以通過它獲得有關(guān)錯(cuò)誤信息。

finally塊對于try-catch塊是可選的，當(dāng)try部分的代碼正常執(zhí)行完或發(fā)生異常由某個(gè)catch塊捕獲進(jìn)行處理后執(zhí)行其中的代碼。如果沒有匹配的catch，則發(fā)生異常后直接執(zhí)行finally部分的語句。finally語句不被執(zhí)行的唯一情況是在try塊內(nèi)執(zhí)行終止程序的System.exit()方法?！境绦?.2】異常處理的執(zhí)行順序。

publicclassFinallyBlock

{

publicstaticvoidmain(String[]args)

{

inti=0;

Stringgreetings[]={

"Helloworld!",

"No,Imeanit!",

"HELLOWORLD!!"

}; while(i<4){

try{

System.out.println(greetings[i]);

}catch(ArrayIndexOutOfBoundsExceptione){

System.out.println("Re-settingIndexValue");

i=-1;

}finally{

System.out.println("Thisisalwaysprinted");

} i++;

}

}

}

程序運(yùn)行時(shí)重復(fù)輸出下面的內(nèi)容，可按Ctrl+C鍵終止：

Helloworld!

Thisisalwaysprinted

No,Imeanit!

Thisisalwaysprinted

HELLOWORLD!!

Thisisalwaysprinted

Re-settingIndexValue

Thisisalwaysprinted6.2.2異常的拋擲

異常的拋擲是由throw語句來實(shí)現(xiàn)的，如果程序中檢測到一個(gè)錯(cuò)誤，可以創(chuàng)建一個(gè)異常對象，然后使用throw拋擲。例如：

thrownewException();

該語句直接調(diào)用Exception類的構(gòu)造方法創(chuàng)建一個(gè)Exception類的對象并拋擲該對象。Exception類從Throwable類派生而來，含有兩個(gè)構(gòu)造方法：

●?publicException()；

●?publicException(Stringmsg)。根據(jù)錯(cuò)誤類型的不同，創(chuàng)建的異常對象的類型也不相同。

如果一個(gè)方法成員有可能拋擲異常，應(yīng)在定義該方法成員時(shí)使用throws關(guān)鍵字聲明其可能拋擲的異常種類，在方法定義的頭部加上：

throws異常類名列表

例如，Thread類的方法sleep的定義為

publicstaticnativevoidsleep(longmills)throwsInterruptedException若采用throws聲明方法拋擲的異常，Java語言編譯器將檢查調(diào)用該方法時(shí)是否進(jìn)行異常捕捉。例如，程序5.3在run方法中調(diào)用線程類Thread類的sleep方法，如果將異常捕捉的語句去掉，編譯時(shí)將提示：

Exception"InterruptedException"notcaughtordeclaredby"voidAd.run()"

該提示信息要求run方法捕捉處理該異常，或在定義run方法時(shí)聲明該方法可能拋擲InterruptedException類型的異常，然后由調(diào)用該方法的代碼捕捉處理該異常。6.2.3實(shí)例

程序6.3演示了try-catch和throw語句的使用，該程序在KeyboardInput類中定義了兩個(gè)靜態(tài)方法ReadInt和ReadDouble，從標(biāo)準(zhǔn)輸入設(shè)備讀取int、double類型數(shù)據(jù)。首先調(diào)用ReadLine方法讀取一行字符串，然后將該字符串轉(zhuǎn)換為int、double類型數(shù)據(jù)。如果在轉(zhuǎn)換的過程中發(fā)生錯(cuò)誤，輸入了錯(cuò)誤的數(shù)據(jù)，則拋擲NumberFormatException類的異常，ReadInt和ReadDouble方法捕捉該異常，然后拋擲Exception異常。ExceptionDemo類在main方法中捕捉異常，調(diào)用Exception類的方法getMessage獲取錯(cuò)誤信息?！境绦?.3】異常處理實(shí)例。

importjava.io.IOException;

classKeyboardInput{

staticintReadInt()throwsException

{

Stringstr=ReadLine();

try{

returnnewInteger(str).intValue(); //將讀入的字符串轉(zhuǎn)換為int

}catch(NumberFormatExceptione){ thrownewException("輸入數(shù)據(jù)錯(cuò)誤");

}

}

staticdoubleReadDouble()throwsException{

Stringstr=ReadLine();

try{

returnnewDouble(str).doubleValue(); //將讀入的字符串轉(zhuǎn)換為double

}catch(NumberFormatExceptione){

thrownewException("輸入數(shù)據(jù)錯(cuò)誤");

} }

staticStringReadLine()

{

charin;

Stringinputstr="";

try{

in=(char)System.in.read();

while(in!='\n'){

if(in!='\r')

inputstr=inputstr+in;

in=(char)System.in.read(); }

}

catch(IOExceptione){

inputstr="";

}

returninputstr;

}

}

publicclassExceptionDemo

{ publicstaticvoidmain(String[]args)

{

try{

System.out.println("Theinputdoubleis"+KeyboardInput.ReadDouble());

System.out.println("Theinputintegeris"+KeyboardInput.ReadInt());

}catch(Exceptione){

System.out.println(e.getMessage());

}

}

}

6.3異?常?的?類?型

6.3.1Java異常類層次

Java中的所有的異常類都是從Throwable類派生出來的。Throwable類有兩個(gè)直接子類：Error和Exception。

Error類及其子類主要用來描述一些Java運(yùn)行時(shí)系統(tǒng)內(nèi)部的錯(cuò)誤或資源枯竭導(dǎo)致的錯(cuò)誤，普通的程序不能從這類錯(cuò)誤中恢復(fù)。應(yīng)用程序不能拋擲這種類型的錯(cuò)誤，這類錯(cuò)誤出現(xiàn)的幾率是很小的。

另一個(gè)異常類的分支是Exception類和它的子類。在編程中，對錯(cuò)誤的處理主要是對這類錯(cuò)誤的處理。類Exception是普通程序可以從中恢復(fù)的所有標(biāo)準(zhǔn)異常的超類。

Exception類又有兩個(gè)分支：從RuntimeException中派生出來的類和不是從RuntimeException類中派生的類。這是根據(jù)錯(cuò)誤發(fā)生的原因進(jìn)行分類的。

RuntimeException是程序員編寫程序不正確所導(dǎo)致的異常，RuntimeException類的錯(cuò)誤又包括：錯(cuò)誤的強(qiáng)制類型轉(zhuǎn)換(ClassCastException)、數(shù)組越界訪問(IndexOutOfBoundsException)、空指針操作(NullPointerException)等。這類錯(cuò)誤Java語言不強(qiáng)制要求程序捕獲。而其他的異常則是由于一些異常的情況造成的，不是程序本身的錯(cuò)誤，比如：輸入/輸出錯(cuò)誤(IOException)、試圖為一個(gè)不存在的類找到一個(gè)代表它的class類的對象(ClassNotFoundException)等。這類異常Java語言要求程序必須處理，如果發(fā)生異常的方法本身不處理該異常，則方法頭部必須使用throws。6.3.2創(chuàng)建自己的異常類

用戶定義異常類是通過派生Exception類來創(chuàng)建的，這種異常類可以包含一個(gè)“普通”類所包含的任何東西。下面就是一個(gè)用戶定義異常類的例子，它包含一個(gè)構(gòu)造函數(shù)、幾個(gè)變量以及方法。例如：

classMyExceptionextendsException{

privateintErrorCode;

MyException(intecode){

super(“自定義的異常類型”);

ErrorCode=ecode;

}

publicintgetErrorCode(){

returnErrorCode;

}

}

定義上面的異常類后可以通過下面的語句拋擲MyException類的異常：

thrownewMyException(1);

程序6.4演示了異常類的定義、異常拋擲和捕捉。程序運(yùn)行后從鍵盤輸入10個(gè)英文字母，如果輸入非英文字母的字符，則拋擲自定義的notLetterException類型的異常?！境绦?.4】異常類的定義、異常拋擲和捕捉。

importjava.io.IOException;

classnotLetterExceptionextendsException{ //異常類定義

publicnot