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Java面向对象之异常【一】

Java面向对象之异常【一】

终于完成本学期的最后一门考试,考试周的我,边复习通信之傅里叶变换,边学习Java的新知识。虽然很久没更,但是私底下的笔记满满,特地总结一波。
总结什么呢?异常!嗯?异常?最近倒是人有些异常……复习到一两点,早上早早起来刷题,不异常才怪。异常嘛,很好理解,就是本该正常的事情出了问题嘛。
这时我们回想我们之前写过一个再简单不过的例子:计算两个整数相除。二话不说,直接就可以写出如下代码,对吧。

public static void main(String[] args) {
    Scanner input = new Scanner(System.in);
    System.out.println("Enter two integers: ");
    int num1 = input.nextInt();
    int num2 = input.nextInt();
    System.out.println(num1 / num2);
}

这短短的代码中就存在着隐患,而这个隐患有可能就会演变成异常。什么情况呢?我们知道,在Java的整数计算中,如果除数为零,计算式将会是没有任何意义的。带着我们的猜想,编译运行,不出所料,它飘红了。

于是,我们对红字进行分析,得出结论:一个名为ArthmeticException的异常在执行main方法的第17行时发生:除数为零。清清楚楚,明明白白。
可以看到,异常一旦发生,程序就将终止,而且这种抛出异常的机制,能够让我们有效地找到问题所在,并及时解决问题。异常机制的存在,就是为了更好地解决问题,保证程序的健壮性。
所以,我们试图修改代码,让它在方法中实现:

public static int quotient(int num1, int num2) throws ArithmeticException{
    if (num2 == 0) {
        throw new ArithmeticException("Divisor can not be zero");
    }
    return num1 / num2;
}

在main方法中调用查看结果:

int num1 = input.nextInt();
int num2 = input.nextInt();
try {
    System.out.println(QuotientWithMethod.quotient(num1, num2));
}catch (ArithmeticException e) {
    System.out.println(e.getMessage());
}

继续测试(当然为了测试,我们这里抛出了一个运行时异常,本可以不抛):

  • 在求两数之商的方法中主动抛出(throw)一个异常,throw new ArithmeticException("Divisor can not be zero");对象。
  • 在方法定义处声明方法将会抛出的异常类型,throws ArithmeticException
  • 在调用该方法时捕获方法,try{...}catch (ArithmeticException e){...}并执行我们希望处理异常的语句,System.out.println(e.getMessage());

当然,上述的例子集抛出异常、声明异常及处理异常于一身,但是异常的内容可不仅仅是这么简单,我们在之后的内容中来探一探异常的究竟:

异常的继承体系

先来看一下异常的类继承图,当是不完全统计的,因为还有还多好多的异常等待着被探索。

通过图片我们可以明显的发现,这些异常的命名非常好认,果真见名知义。Throwable是所有异常的顶级父类,在它的下面有两个大类:ExceptionError。下面是官方文档对两者进行的解释:

Error

  • 合理的应用程序出现的不应该捕获的严重问题 ,合理指的是语法和逻辑上。

  • 不能处理,不要尝试用catch捕获,只能尽量优化。

  • 它及它的子类异常不需要在throws语句中声明,不需要说明他们将会被抛出。

  • 它们属于不受检异常(unchecked exceptions)。

  • 与虚拟机相关,如系统崩溃、虚拟机错误、动态链接失败等

Exception

  • Error不同的是,Exception代表的是一类在合理的应用程序中出现的可以处理的问题。
  • 除了特例RuntimeException及其子类之外,Exception的其他异常子类都是受检异常(checked exceptions)。

异常是否受检

unchecked exceptions(不受检异常)

也叫运行时异常,由Java虚拟机抛出,只是允许编译时不检测,在没有捕获或者声明的情况下也一样能够通过编译器的语法检测,所以不需要去亲自捕获或者声明,当然要抛出该类异常也是可以的。典型的异常类型:Error及其子类异常RuntimeException及其子类异常。注意:RuntimeException代表的是一类编程错误引发的异常:算数异常、空指针异常、索引越界异常、非法参数异常等等,这些错误如果代码编写方面没有任何漏洞,是完全可以避免的,这也是不需要捕获或者声明的原因,也有助于简化代码逻辑

checked exceptions(受检异常)

也叫编译时异常,Java认为受检异常需要在编译阶段进行处理, 必须在显式地在调用可能出现异常的方法时捕获(catch),或者在声明方法时throws异常类型,否则编译不会通过。除了上面提到的Exception及其子类都属于受检异常,当然,不包括上面提到的RuntimeException

异常的处理方式

我们上面提到,我们无法去直接处理不受检异常,但是我们必须强制地对可能发生受检异常(编译时异常)的行为做处理,处理方法主要有以下:

  • 在当前方法中不知道如何处理该异常时,直接在方法签名中throws该异常类型。
    public void m1() throws ClassNotFoundException, IOException {
        //to do something
    }
  • 在当前方法中明确知道如何处理该异常,就使用try{...}catch{...}语句捕获,并在catch块中处理该异常。
public void m3() {
        try {
            m1();
        } catch (ClassNotFoundException e) {
            //to do something
        } catch (IOException e) {
            //to do something
        }
    }
    

也可以直接捕获Exception的实例,因为它是这些异常的父类,但是上面的捕获异常引发的错误会更加直接一些。

    public void m2() {
        try {
            m1();
        } catch (Exception e){
            //do something
        }
    }

如果处理不了,就一直向上抛,直到有完善解决的办法出现为止。当然我们也可以自行抛出系统已经定义的异常:

    public void m2(int i) throws IOException, ClassNotFoundException {
        if (i >1)
            throw new IOException("!");
        throw new ClassCastException();
    }

需要注意的是:

  • 用throw语句抛出异常的实例!注意是异常的实例!且一次只能抛出一个异常!
  • throw和throws是不一样的!睁大眼睛!一个是抛出异常实例,一个是声明异常类型。
  • 创建异常实例可以传入字符串参数,将被显示异常信息。

自定义异常

我们知道,程序发生错误时,系统会自动抛出异常。那么,我们如果想独家定制一个属于自己的异常可以不?答案显然是可以的,情人节快到了,直接自定义一个异常:

    class NoGirlFriendException extends Exception{
        NoGirlFriendException(){
        }
        NoGirlFriendException(String msg){
            super(msg);
        }
    }

需要注意的是:

  • 如果自定义异常继承RuntimeException,那么该异常就是运行时异常,不需要显式声明类型或者捕获。
  • 如果继承Exception,那么就是编译时异常,需要处理。
  • 定义异常通常需要提供两个构造器,含参构造器传入字符串,作为异常对象的描述信息

异常的捕获方式

  • 每个异常分别对应一个catch语句捕获。
  • 对所有异常处理方式相同,用父类接收,向上转型,Exception对应的catch块应该放在最后面,不然的话,在他后面的块没有机会进入处理。下面就是一个典型的错误示范:
//下面的形式错误!
public static void main(String[] args) {
    try {
        System.out.println(1 / 0);
    } catch (Exception e) {
        e.printStackTrace();
    } catch (ArithmeticException e) {
        System.out.println(e.getMessage());
    }
}
  • JDK1.7之后,可以分组捕获异常。
    • 异常类型用竖线分开。
    • 异常变量被隐式地被final修饰。
try {
    System.out.println(1 / 0);
} catch (ArithmeticException | NullPointerException e) {
    //捕获多异常时,异常变量被final隐式修饰
    //!false: e = new ArithmeticException();
    System.out.println(e.getMessage());
} 

本文参考诸多资料,并加上自身理解,如有叙述不当之处,还望评论区批评指正。关于异常,还有一部分内容,下篇进行总结,晚安。
传送门:java面向对象之异常详解
参考资料:
https://stackoverflow.com/questions/6115896/understanding-checked-vs-unchecked-exceptions-in-java

https://www.programcreek.com/2009/02/diagram-for-hierarchy-of-exception-classes/

https://stackoverflow.com/search?q=%5BJava%5D+Exception

posted @ 2020-01-10 01:02  天乔巴夏丶  阅读(...)  评论(...编辑  收藏