Java入門系列-20-異常
為什麼要進行異常處理
下面這段程式碼能否正常執行
public class DemoCalc {
public static void main(String[] args) {
int a=0;
int b=0;
int c=a/b;
System.out.println("運算結果為:"+c);
}
}
結果是我們在控制檯中看到一段錯誤提示，那是因為除數不能為0。異常就是在程式執行過程中發生的不正常事件，會中斷執行的程式 。
Java 使用了異常處理機制為程式提供了錯誤處理的能力，在程式中預先設定好對付異常的處理辦法，待程式發生異常時對異常進行處理，處理完畢後，程式便可以繼續執行。
下面來看一下Java中是如何進行異常處理的
如何進行異常處理
Java 的異常處理是通過5個關鍵字實現的：try、catch、finally、throw、throws
| 關鍵字 | 作用 |
|---|---|
| try | 執行可能產生異常的程式碼 |
| catch | 捕獲異常 |
| finally | 無論是否發生異常，程式碼總能執行 |
| throws | 宣告方法要丟擲的異常 |
| throw | 手動丟擲異常 |
常見異常及異常分類
Throwable 是Java 中所有錯誤和異常的父類
Error類：Throwable的子類，僅靠程式本身無法恢復的嚴重的錯誤。
Exception類：Throwable的子類，由Java應用程式丟擲和處理的非嚴重錯誤
RuntimeException類：Exception的子類，執行時異常，不要求程式必須做出處理。
Checked異常：Exception的子類，程式必須處理該類異常。
常見異常型別
| 異常型別 | 說明 |
|---|---|
| Exception | 異常層次結構的父類 |
| ArithmeticException | 算數錯誤情形，如以零作除數 |
| ArrayIndexOutOfBoundsException | 陣列下標越界 |
| NullPointerException | 嘗試訪問null物件成員 |
| ClassNotFoundException | 不能載入所需的類 |
| IllegalArgumentException | 方法接收到非法引數 |
| ClassCastException | 物件強制型別轉換出錯 |
| NumberFormatException | 數字格式轉換異常，如把"abc"轉換成數字 |
try-catch
語法：
public void method(){
try{
//程式碼段1
//可能產生異常的程式碼段
//程式碼段2
}catch(異常型別 ex){
//對異常進行處理的程式碼段
}
//程式碼段
}
try-catch塊捕獲異常有三種情況：
1、try塊中沒有任何異常，try中正常，catch不會執行，正常執行try-catch後的程式碼。
2、try塊中可能發生異常的程式碼段發生異常，程式碼段2不會執行，而是執行catch中異常處理的程式碼，正常執行try-catch後的程式碼。
catch中異常型別的printStackTrace() 方法能進行堆疊跟蹤顯示出程式執行到當前類的執行流程，異常堆疊資訊中包含了異常的型別及異常出現的位置。
3、異常型別不匹配，程式將中斷。比如try產生的異常為ArithmeticException，catch卻用了 ClassCastException。
在控制檯中接收數字做除法運算
import java.util.Scanner;
public class DemoInput {
public static void main(String[] args) {
Scanner input=new Scanner(System.in);
try{
System.out.println("請輸入被除數(整數)：");
int a=input.nextInt();
System.out.println("請輸入除數(整數)：");
int b=input.nextInt();
int c=a/b;
System.out.println("結果："+c);
}catch(Exception ex) {
ex.printStackTrace();
}
System.out.println("程式結束");
}
}
try-catch-finally
語法：
public void method(){
try{
//可能會發生異常的程式碼
}catch(異常型別 ex){
//異常處理
}finally{
//無論如何都要執行的程式碼
}
}
finally塊：是否發生異常都執行
finllay塊不執行的唯一情況：之前的程式碼中執行了 System.exit(1); 退出虛擬機器
try-catch-finally的使用
import java.io.FileNotFoundException;
import java.util.Scanner;
public class DemoInput {
public static void main(String[] args) {
Scanner input=new Scanner(System.in);
try{
System.out.println("請輸入被除數(整數)：");
int a=input.nextInt();
System.out.println("請輸入除數(整數)：");
int b=input.nextInt();
int c=a/b;
System.out.println("結果："+c);
}catch(Exception ex) {
ex.printStackTrace();
}finally {
System.out.println("感謝您的使用");
}
System.out.println("程式結束");
}
}
如果在try塊或catch塊中有return語句，finally是否還會執行？執行下面程式碼斷點除錯觀察結果。
public class TestReturn {
public static void main(String[] args) {
try {
int a=1+1;
System.out.println("try執行");
return;
} catch (Exception e) {
System.out.println("catch執行");
}finally {
System.out.println("finally執行");
}
}
}
try塊或catch塊中可以有return語句，如果有return語句會先執行finally最後再執行return。
多重catch
try塊中可能會發生多種異常，如果要不同的異常進行不同的處理，需要使用多重catch進行處理。
語法：
public void method(){
try{
//可能發生異常的程式碼段
}catch(異常型別1 e){
//對異常型別1進行的處理的程式碼段
}catch(異常型別2 e){
//對異常型別2進行的處理的程式碼段
}catch(異常型別n e){
//對異常型別n進行的處理的程式碼段
}
}
當try塊中發生異常後，會逐個與catch中的異常型別進行匹配，匹配成功後，進入對應的catch進行異常處理，處理完成後不再進入其他catch，程式繼續執行。
排列catch語句的順序是：先子類後父類
發生異常時按順序逐個匹配
只執行第一個與異常型別匹配的catch語句
將之前的程式碼 DemoInput.java 改造成多重catch
import java.io.FileNotFoundException;
import java.util.InputMismatchException;
import java.util.Scanner;
public class DemoInput {
public static void main(String[] args) {
Scanner input=new Scanner(System.in);
try{
System.out.println("請輸入被除數(整數)：");
int a=input.nextInt();
System.out.println("請輸入除數(整數)：");
int b=input.nextInt();
int c=a/b;
System.out.println("結果："+c);
}catch(InputMismatchException e) {
System.out.println("輸入的數有誤！");
}catch(ArithmeticException e) {
System.out.println("除數不能為0");
}catch(Exception ex) {
System.out.println("發生未知異常");
}finally {
System.out.println("感謝您的使用");
}
System.out.println("程式結束");
}
}
宣告異常 throws
如果一個方法體內丟擲了異常如何通知呼叫者，可以在方法上宣告異常。
public class TestThrows {
//宣告異常，多個異常可以用逗號隔開
public void test()throws Exception,ClassNotFoundException{
//可能會發生異常的程式碼
}
}
處理方式一：呼叫者處理異常
public static void main(String[] args) {
TestThrows t=new TestThrows();
try {
t.test();
} catch (ClassNotFoundException e) {
e.printStackTrace();
} catch (Exception e) {
e.printStackTrace();
}
}
處理方式二：呼叫者繼續宣告異常
public static void main(String[] args) throws ClassNotFoundException, Exception {
TestThrows t=new TestThrows();
t.test();
}
main方法繼續宣告異常，呼叫者就變成虛擬機器了，發生異常則按預設方式處理，打印出來。
丟擲異常 throw
除了系統自動丟擲的異常外，有些問題需要程式設計師自行丟擲異常
public class TestThrow {
public void inputAge(int age) throws Exception {
if (age<1) {
throw new Exception("還有這種年齡？");
}
}
public static void main(String[] args) {
TestThrow t=new TestThrow();
try {
t.inputAge(-1);
} catch (Exception e) {
System.out.println("年齡有誤："+e.getMessage());
}
}
}
自行丟擲異常後，還需要在方法上宣告異常