JAVA学习*异常

什么是异常

在 Java 里，异常是指程序运行期间出现的不正常状况，它会中断程序的正常执行流程。

异常的分类

Java 中的异常是对象，这些对象都继承自 Throwable类。Throwable类有两个主要的子类：Error 和 Exception。
Error类表示严重的系统级错误。
Exception类代表程序中可以被捕获和处理的异常情况。Exception类又分为两类：受查异常（编译时异常）和运行时异常。
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异常的处理

对于异常的处理有5个关键字：try catch finally throw throws。

throw关键字

用于在方法内部抛出异常。

throw new XXXXException("产生异常的原因");

代码展示：

public static void func(int a) throws ArithmeticException{if(a == 0) {throw new ArithmeticException("除数为零，算数异常");}int b = 40 / a;System.out.println(b);int[] array = null;if(array == null) {throw new NullPointerException("空指针异常");}System.out.println(array[1]);
}
public static void main(String[] args) {int a = 0;func(a);
}

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代码解释：

1、为什么要抛出异常？是为了将错误信息告知程序员。
2、throw用于抛出异常，必须在方法内部使用。
3、用throw只是单纯抛出问题，并没有解决异常。对于抛出的是RunTimeException 或者 RunTimeException 的子类是，则可以不用处理，直接交给JVM处理。
4、异常一旦抛出后面的代码将不再执行。像上述代码就不会输出b的值，也不会爆出空指针异常。
当我们将a == 2时，输出b的值，爆出空指针异常。**也就是说同一时刻只能抛出一个异常！**不会同时抛出多个异常。
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5、对于抛出编译时异常，需要用throws在方法声明中声明可能抛出的异常。

throws关键字

用于在方法声明中声明可能抛出的异常。

修饰符 返回值类型 方法名(参数列表) throws 异常类型1,异常类型2...{
}

代码展示：

1、对于刚才的代码，我们也可以声明可能发生的异常。

public static void func(int a) throws ArithmeticException,NullPointerException{if(a == 0) {throw new ArithmeticException("除数为零，算数异常");}int b = 40 / a;System.out.println(b);int[] array = null;if(array == null) {throw new NullPointerException("空指针异常");}System.out.println(array[1]);
}
public static void main(String[] args) {int a = 2;func(a);
}

2、在学习Cloneable接口时，有出现throws关键字。

class Student implements Cloneable{@Overrideprotected Object clone() throws CloneNotSupportedException {return super.clone();}
}
public class Test2 {public static void main(String[] args) throws CloneNotSupportedException{Student student = new Student();Student student1 = (Student) student.clone();}
}

代码解释：

1、throws告诉调用者这个方法可能存会抛出异常，调用者需要处理这个异常。使用throws实际上是将处理代码的责任转移给了调用改方法的代码。

像上述代码：重写的clone()方法声明了CloneNotSupportedException异常。当main方法调用了clone()方法，需要去处理这个异常。但是，main方法也声明了CloneNotSupportedException异常，此时将由JVM去处理。

2、throws必须跟在方法的参数列表之后。
3、如果抛出的多个异常存在父子关系，可以声明父类。

try和catch关键字

try是用于包含可能会抛出异常的代码块。
catch是用于捕获并处理try块中抛出的异常。

try {可能会抛出异常的代码块
} catch (异常1 e) {throw new RuntimeException(e);
} catch (异常2 e) {throw new RuntimeException(e);
}

代码展示：

代码案例1：

public static void func(int a) {int b = 40 / a;System.out.println(b);int[] array = null;System.out.println(array[1]);
}
public static void main(String[] args) {int a = 0;try {func(a);System.out.println("try内部的代码被执行了");} catch (ArithmeticException e) {e.printStackTrace();System.out.println("捕捉到算数异常");} catch (NullPointerException e) {e.printStackTrace();System.out.println("捕捉到空指针异常");}System.out.println("try-catch后面的代码被执行了");
}

输出：
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代码案例2：

public static void func(int a) {int b = 40 / a;System.out.println(b);int[] array = null;System.out.println(array[1]);
}
public static void main(String[] args) {int a = 0;try {func(a);System.out.println("try内部的代码被执行了");} catch (IndexOutOfBoundsException e) {e.printStackTrace();System.out.println("捕捉到下标越界异常");} catch (NullPointerException e) {e.printStackTrace();System.out.println("捕捉到空指针异常");}System.out.println("try-catch后面的代码被执行了");
}

输出：
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代码案例3：

class Student implements Cloneable {public int age;public String name;@Overrideprotected Object clone() throws CloneNotSupportedException {return super.clone();}
}
public class Test {public static void main(String[] args) throws CloneNotSupportedException{Student student = new Student();Student student1 = (Student) student.clone();}
}

public class Test {public static void main(String[] args) {try {test1();} catch (CloneNotSupportedException e) {e.printStackTrace();}}public static void test1() throws CloneNotSupportedException{throw new CloneNotSupportedException();}
}

public class Test {public static void main(String[] args) {test1();}public static void test1() {try {throw new CloneNotSupportedException();} catch (CloneNotSupportedException e) {e.printStackTrace();}}
}

代码解释：

1、 try内不是一定要有异常的。
2、在代码案例1中：我们发现func(a);后面的代码没有被执行。说明在捕获到了异常后，try包裹的后面的代码就不会被执行（这是为了考虑到安全性）。会执行捕获到的catch中的代码（案例中也就是e.printStackTrace();System.out.println("捕捉到算数异常");）。当捕获到异常后，try-catch后面的代码仍会被执行。
3、在代码案例1中：我们发现当存在多个异常时，只会捕捉一个异常，这个异常是，try中最先发生的异常在catch中匹配成功的第一个异常（注意：并不是第一catch的异常）。（当然，前提是抛出的异常类型和catch中的异常匹配的时候）
4、在代码案例2中：我们发现当抛出的异常类型和catch中的异常不匹配时，抛出的异常不会被处理，此时就会交给JVM处理，JVM处理就会终止程序，输出异常信息，将不会再执行后面语句了。
5、在代码案例3中：对于编译时异常我们可以将不断抛出，最终交给JVM处理；

就是第一个代码，我们再学习接口的时候就有见过。由于重写的clone方法声明了CloneNotSupportedException异常，此时我们需要去对这个异常进行处理，当时我们选择的是对异常进行抛出给调用者（main方法），main方法继续抛出给JVM处理。

也可以自己使用try-catch进行处理。

第二个和第三个代码都使用了try-catch来处理异常，只是在处理异常的地方不一样，本质上是一样的。

6、由于异常之间是存在继承关系的，在根据第3点知识，我们可以知道catch中的第一个异常不能是Exception！因为Exception是所有异常的父类。catch(Exception e){}虽然不能放在第一个，但是可以放在最后一个，进行一个兜底的作用。防止有些异常没有被我们捕捉到。也是就是如果异常之间具有父子关系，一定是子类异常在前catch，父类异常在后catch，否则语法错误！
7、当要捕捉的异常较多的时候，可以catch合并起来写。

catch(ArithmeticException | NullPointerException e) {}

但不推荐这么写，会造成分不清具体发生的是什么异常。当然也不允许只写个Exception。

finally关键字

finally关键字通常和try-catch语句搭配使用。

作用：

finally块常用于确保资源（如文件、网络连接、数据库连接等）被正确关闭，避免资源泄漏。

代码案例：

代码案例1：

public class Test2 {public static void main(String[] args) {try {int result = 10 / 0; // 这里会抛出ArithmeticException异常System.out.println("结果: " + result);} catch (ArithmeticException e) {e.printStackTrace();System.out.println("捕获到算数异常");} finally {System.out.println("finally块中的代码一定会被执行");}}
}

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代码案例2：

import java.util.InputMismatchException;
import java.util.Scanner;public class TestFinally {public static int getNum() {Scanner scanner = null;try {scanner = new Scanner(System.in);int data = scanner.nextInt();return data;} catch (InputMismatchException e) {e.printStackTrace();} finally {System.out.println("finally内代码被执行了");}System.out.println("finally后面代码被执行了");if(scanner != null) {scanner.close();}return 0;}public static void main(String[] args) {int data = getNum();System.out.println(data);}
}

在 Java 里，InputMismatchException是RuntimeException的子类。当程序借助Scanner类从输入源（像键盘、文件等）读取数据，而输入的数据类型和程序所期望的数据类型不相符时，就会抛出此异常。

当输入数字时：
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当输入的不是数字时：

代码案例3：

public class Test3 {public static void main(String[] args) {int test = test();System.out.println(test);}public static int test() {int a = 0;try {int b = 40/a;return 1;} catch (ArithmeticException e) {return 0;} finally {return -1;}}
}

输出：-1

代码解释：

1、在代码案例1中：无论try块里的代码是否抛出异常，finally块中的代码都会被执行。
2、在代码案例2中：
当输入数字时，并没有产生异常，所以遇到了try中的return，返回输入的数字。但代码并没有走关闭Scanner的代码，导致资源泄露。（但finally中的代码一定会被执行。）
当输入非数字时，产生异常，此时异常被捕获，try中的return语句就不会被执行。走完catch和finally后，会进入if语句，返回0。
3、在代码案例3中：当try和finally中都有return语句，此时一定会执行finally中的return语句。（一定要记住：finally中的代码是一定会被执行的！）
4、对于快速使用try-catch-finally的快捷键：选中代码块，ctrl + Alt + t
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异常处理流程总结

1、对于运行时异常，可以使用try-catch-finally；也可以使用if语句进行判断，其中使用throw手动抛出异常。对于使用throws来说，只是起到了一个声明存在可能发生的异常，可以用可以不用。
2、对于编译时异常，可以使用try-catch-finally；也可以使用throws交给调用者处理，最终会交给JVM处理。

1、程序执行try中的代码
2、当try中没有发生异常，程序就会正常执行；当发生异常，就会看和catch中的异常是否匹配。
3、匹配成功，执行当中catch的语句；否则交给调用者处理，当调用者始终没有真正处理，就会交给JVM处理，此时程序就会终止。
4、finally中的代码始终被执行！

自定义异常

代码案例：

public class LogIn {private String username = "admin";private String password = "123";public LogIn(String username, String passeword) {this.username = username;this.password = passeword;}public String getUsername() {return username;}public void setUsername(String username) {this.username = username;}public String getPassword() {return password;}public void setPassword(String password) {this.password = password;}public LogIn() {}public void login() throws PasswordException {if (!this.username.equals("admin")) {throw new UsernameException("用户名错误或不存在");}if (!this.password.equals("123")) {throw new PasswordException("密码错误");}System.out.println("登录成功！");}
}

public class UsernameException extends RuntimeException{public UsernameException(String message) {super(message);}public UsernameException() {super();}
}

public class PasswordException extends Exception{public PasswordException() {super();}public PasswordException(String message) {super(message);}
}

import java.util.Scanner;public class CustomExceptionTest {public static void main(String[] args) {Scanner scanner = null;int count = 3;scanner = new Scanner(System.in);do {LogIn logIn = new LogIn();System.out.println("请输入用户名：");logIn.setUsername(scanner.nextLine());System.out.println("请输入密码：");logIn.setPassword(scanner.nextLine());try {logIn.login();} catch (UsernameException e) {e.printStackTrace();} catch (PasswordException e) {e.printStackTrace();} catch (Exception e) {e.printStackTrace();} finally {if(scanner != null && count == 0) {scanner.close();}count--;if(count != 0) {System.out.println("你还有" + count + "次机会！");}else if(count == 0) {System.out.println("请1分钟后在试");}}} while (count != 0);}
}