·本章學(xué)習(xí)目標(biāo)
理解致命性錯誤Error和異常Exception的基本概念及可能發(fā)生錯誤或異常的情況。
了解異常的類體系結(jié)構(gòu)，檢查和非檢查型異常。
了解異常類Throwable及其子類所處理的異常種類。
深入理解拋出異常和捕捉異常的概念。
掌握在程序中使用try-catch-finally語句結(jié)構(gòu)處理異常的方法。
掌握自定義異常的方法和主動拋出異常的方法。
·本章學(xué)習(xí)內(nèi)容
異常的概念及產(chǎn)生的原因
處理異常的try、catch和finally語句
描述異常分類
開發(fā)程序來處理自己的異常
4.1 錯誤與異常的概念
程序運行時難免出現(xiàn)一些非正常的現(xiàn)象，例如死循環(huán)、除數(shù)為0、文件不存在、內(nèi)存溢出等等。這些非正常的現(xiàn)象分為錯誤Error和異常Exception兩種。
1、錯誤Error
Error指的是致命性的錯誤，諸如死循環(huán)、遞歸無法結(jié)束、內(nèi)存溢出、硬件設(shè)備錯誤（例如軟驅(qū)損壞、打印機缺紙等）。這一類的錯誤只能在編程階段解決，在程序運行時程序自身是無法自行處理的。
2、異常Exception
Exception又可譯為例外，指那些可以在編程時預(yù)測并可在程序運行時處理的錯誤。例如當(dāng)兩個變量做除法運算時，可以預(yù)測作為除數(shù)的變量也可能其值為0，這樣在程序中就可以事先安排一段程序?qū)@種異常的情況進(jìn)行處理。
雖然異常是非致命性的錯誤，但是如果程序不加以處理，就默認(rèn)由Java虛擬機處理，Java虛擬機在輸出一個異常信息后也會造成程序的非正常結(jié)束。所以編程時必須對可預(yù)料的異常進(jìn)行處理。
3、異常對程序的影響
有些異常可以通過編譯，其異常只在程序運行到造成異常的語句時發(fā)生，例如“除數(shù)為0”的異常就是這樣。
也有的異常如果不加以處理就無法通過編譯，例如在線程的run方法中就必須對InterruptedException異常進(jìn)行編程處理，否則無法通過編譯。
4.2 異常類的層次
異常類的層次結(jié)構(gòu)如圖所示 :
4.3 異常類
4.3.1 Throwable類
在Java中，一切異常都是用異常類Throwable的直接或間接派生的某個異常類的實例來處理的。
Throwable類有兩個子類，為Error和Exception。
Exception類的子類分為兩種，即屬于RuntimeException類的子類和不屬于RuntimeException類的子類，其中RuntimeException類子類的異常基本上都是由于編程時不嚴(yán)謹(jǐn)?shù)倪壿嬪e誤造成的，例如要求用戶輸入數(shù)字時沒有充分考慮到用戶有可能輸入非數(shù)字的字符、漢字等。編程時要充分估計到此類錯誤發(fā)生的可能性，并在程序中加以處理。
Error類的子類都有后綴Error，這些類處理的都是系統(tǒng)內(nèi)部錯誤，這類錯誤是不可修復(fù)和處理的，只能被動地通知用戶發(fā)生了何種錯誤。
下表列出了Throwable類的常用方法，由于所有的異常類都是從Throwable類繼承而來的，所以所有的異常類，不論是Java提供的異常類還是自定義的異常類，都支持這些方法。
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常用方法
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解 釋
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public String getMessage()
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返回一個與異常有關(guān)的字符串信息
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public void printStackTrace()
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打印顯示異常拋出時的堆棧跟蹤狀態(tài)，并輸出到標(biāo)準(zhǔn)錯誤流中
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public String toString()
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返回一個簡短描述異常對象的字符串信息
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4.3.2常用的異常類
要進(jìn)行異常處理編程，就要了解常用的異常類，表8-2給出了Exception類的常用構(gòu)造方法，下表給出了Exception類中的常用子類。
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構(gòu)造方法
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解 釋
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public Exception()
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創(chuàng)建一個新的異常類
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public Exception(String message)
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創(chuàng)建一個新的異常類并指定異常信息
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異常類Exception的常用子類
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異常類名
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說明
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AWTException
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圖形界面異常
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ClassNotFoundException
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未找到欲裝載使用的類
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InterruptedException
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線程異常（例如睡眠、等待、被其他線程暫停）
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IOException
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輸入、輸出異常
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FileNotFoundException
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未找到指定的文件或目錄
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UnknownHostException
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無法確定的主機IP地址
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MalformedURLException
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URL地址異常
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NoSuchMethodException
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未找到指定的方法
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RuntimeException
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運行時異常
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ArithmeticException
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算術(shù)異常（除數(shù)為0）
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ClassCastException
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強制類型轉(zhuǎn)換異常
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IllegalArgumentException
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非法參數(shù)異常
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NumberFormatException
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數(shù)字格式異常
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IndexOutOfBoundsException
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索引異常
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ArrayIndexOutOfBoundsException
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數(shù)組下標(biāo)越界
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StringIndexOutOfBoundsException
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字符串越界
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NullPointerException
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空指針異常（引用尚未分配內(nèi)存空間的對象）
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NegativeArraySizeException
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數(shù)組負(fù)下標(biāo)異常
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SecurityException
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違背安全原則異常（例如Applet欲讀寫文件）
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4.4 異常的處理
4.4.1 try-catch-finally結(jié)構(gòu)
Java異常處理是通過5個關(guān)鍵字（try、catch、throw、throws和finally）控制。被進(jìn)行異常監(jiān)控的代碼放在try語句塊中，如果異常發(fā)生，代碼可以捕捉（catch）異常，并用相應(yīng)的方式進(jìn)行處理，處理完成后可以在finally語句塊中定義異常處理結(jié)束后應(yīng)該執(zhí)行的代碼。
4.4.2異常的幾種處理格式
處理異常的基本方法是使用try-catch-finally結(jié)構(gòu)，該結(jié)構(gòu)的使用格式如下：
try{
<可能產(chǎn)生異常、需要進(jìn)行異常處理的程序段>
}catch (ExceptionType1 e){
<對ExceptionType1異常進(jìn)行處理的程序段>
}catch (ExceptionType2 e){
<對ExceptionType2異常進(jìn)行處理的程序段>
}
……
finally{
<無論是否發(fā)生異常都要執(zhí)行的程序段>
}
在以上格式中，try程序段是必須的，finally程序段可以沒有，catch程序段至少要有一個，如果try程序段中可能有多種異常，就要有一一對應(yīng)的多個catch程序段。對于那些不進(jìn)行異常處理就不能通過編譯的情況，當(dāng)不想進(jìn)行異常處理時也要寫一個空的catch程序段，象下面的樣子。
catch (ExceptionType e){ }
catch的參數(shù)中ExceptionType是異常類型，應(yīng)為上表中所列的類或它們的父類，e是一個異常對象。
【例4.2】處理數(shù)組越界訪問。
有時，單個代碼段可能引起多個異常，這時必須定義多個catch子句，每個子句處理一種異常。異常引發(fā)是，一個catch語句被執(zhí)行后，其他子句別忽略。
【例4.3】處理包含除0和數(shù)組溢出的多種異常。
【例4.5】運用嵌套try語句。
【例4.6】隱式嵌套try語句。
4.4.3主動拋出異常
當(dāng)try程序段中發(fā)生異常時稱為拋出異常，而由catch程序段捕獲異常并進(jìn)行處理。所以Java對異常的處理是按照“拋出——捕獲”的方式進(jìn)行的。除了在try程序段由系統(tǒng)拋出異常外，程序員也可以故意主動地拋出異常，這要使用throw語句，以下是該語句的用法：
throw ExceptionObject
其中ExceptionObject是一個異常對象，而這個異常對象最常用的是Exception，所以throw語句最常見的寫法是：
throw new Exception("信息字符串");
【例4.7】拋出異常。
4.5 將異常交系統(tǒng)處理
有一些異常事先很難預(yù)料，或者雖然能夠預(yù)料但是可能性太多致使難以處理，在這些情況下可以把異常交給系統(tǒng)處理。例如創(chuàng)建一個文件流對象時，可能會遇到“文件不存在”的異常，這時就可以把異常交給交給系統(tǒng)來處理，不再需要用戶自行編寫try-catch-finally結(jié)構(gòu)的異常處理程序。
要把異常交系統(tǒng)處理，就必須在可能產(chǎn)生異常的方法聲明中使用throws子語句來指定處理異常的異常類，若指定多個異常類，彼此用逗號隔開。具體的格式如下：
[修飾符] <返回值類型> <方法名> （[參數(shù)列表]） <throws 異常類>
例如創(chuàng)建一個文件輸入流對象時可能產(chǎn)生“文件不存在”的異常，若把該異常交系統(tǒng)自動處理，程序可以這樣來寫：
import java.io.*;
public class aFileInputStream{
public static void main(String args[]) throws IOException{
FileInputStream file1=new FileInputStream("myfile.txt");
}
}
以上程序一旦發(fā)生異常，會自動調(diào)用系統(tǒng)的IOException類進(jìn)行處理。除了把異常交系統(tǒng)處理之外，也可以用throws子語句來指定自定義的異常類來處理異常。
【例4.8】聲明異常
4.6 自定義異常類
處理異常更靈活的方法是使用自定義的異常類。自定義的異常類通常都是繼承Java的Exception類或其子類。
【例4.9】自定義異常類。
·本章小結(jié)
在本章中學(xué)習(xí)了異常的概念和處理異常的方法。要對常用的異常有深刻的印象，才能熟練地處理系統(tǒng)已定義的異常，而要正確地處理異常必須掌握try-catch-finally語句結(jié)構(gòu)的用法。
對于系統(tǒng)事先沒有定義的異常，需要用戶通過繼承Exception類自定義一個異常類，并實例化為一個異常對象，然后通過throw語句主動拋出自定義異常，從而調(diào)用自定義的異常對象處理異常，本章的程序“自定義異常類”就是使用自定義異常類處理異常的例子。
對于比較簡單的情況，也可以把異常交系統(tǒng)自行處理。
·習(xí)題
1、什么是異常？簡述Java的異常處理機制。
2、系統(tǒng)定義的異常與用戶自定義的異常有何不同？如何使用這兩類異常？
3、編寫從鍵盤讀入10個字符放入一個字符數(shù)組，并在屏幕上顯示它們的程序。請?zhí)幚頂?shù)組越界異常。