1、第5章 異常處理,5.1 異常處理基礎(chǔ) 5.2 異常處理措施,武漢理工大學(xué)信息學(xué)院Java程序設(shè)計實(shí)用教程(第4版),1,2,目標(biāo),理解異常的概念 運(yùn)用 try 塊、catch 塊和 finally 塊處理異常 運(yùn)用多重 catch 塊處理異常 運(yùn)用關(guān)鍵字 throw 處理異常 運(yùn)用JAVA編寫和使用自定義異常,武漢理工大學(xué)信息學(xué)院Java程序設(shè)計實(shí)用教程(第4版),5.1 異常處理基礎(chǔ),5.1.1 異常處理機(jī)制的必要性 5.1.2 錯誤和異常,3,武漢理工大學(xué)信息學(xué)院Java程序設(shè)計實(shí)用教程(第4版),5.1.1 異常處理機(jī)制的必要性,面向過程語言錯誤處理方式的缺陷 不進(jìn)行范圍檢查 采用if

2、語句進(jìn)行事先判斷以防止出現(xiàn)錯誤。 面向?qū)ο笳Z言異常處理的思想 將程序正常代碼與錯誤處理代碼分開。 使程序具有處理錯誤的能力。,4,1. 異常不可避免,不要指望你的程序永遠(yuǎn)不會出錯 Java程序運(yùn)行過程中的異常事件可分為兩類： 錯誤(Error):JVM系統(tǒng)內(nèi)部錯誤、資源耗盡等嚴(yán)重情況 異常(Exception): 其它因編程錯誤或偶然的外在因素導(dǎo)致的一般性問題，例如： 對負(fù)數(shù)開平方根 空指針訪問 試圖讀取不存在的文件 網(wǎng)絡(luò)連接中斷,武漢理工大學(xué)信息學(xué)院Java程序設(shè)計實(shí)用教程(第4版),2. Java語言是安全的,Java語言提供嚴(yán)密的語法規(guī)則。 Java在編譯和運(yùn)行時嚴(yán)格檢查錯誤。 Java

3、提供異常處理機(jī)制。 Java提供內(nèi)存自動管理方式。,6,7,3. 理解異常的概念-什么是異常？,public class ExceptionRaised public ExceptionRaised() public int calculate( int operand1, int operand2) int result = operand1 / operand2; return result; public static void main(String args) ExceptionRaised obj = new ExceptionRaised(); int result = obj.

4、calculate(9, 0); System.out.println(result); ,異常情況,異 常,程序突然終止并將控制交給操作系統(tǒng),在運(yùn)行時發(fā)生的錯誤,武漢理工大學(xué)信息學(xué)院Java程序設(shè)計實(shí)用教程(第4版),5.1.2 錯誤和異常,錯誤（error）指程序運(yùn)行時遇到的硬件或操作系統(tǒng)的錯誤。 Error錯誤類 異常（exception）指在硬件和操作系統(tǒng)正常時，程序遇到的運(yùn)行錯。 Exception異常類,8,1. 錯誤例子,public class RaiseError public static void call(int i) System.out.println(i = +

5、i); call(i+1); public static void main(String args) call(1); ,Exception in thread main java.lang.StackOverflowError at chapter05.RaiseError.call(RaiseError.java:7) at chapter05.RaiseError.call(RaiseError.java:7),public class RaiseException public static void main(String args) java.util.Date d = null

6、; System.out.println(d.getTime(); System.out.println(calclate(10,0); private static double calclate(int i, int j) return i/j; ,2. 異常例子,Exception in thread main java.lang.NullPointerException at chapter05.RaiseException.main(RaiseException.java:6),3. Error/Exception層次圖,12,4. Java異常類,文件結(jié)束,EOFException

7、,找不到文件,FileNotFoundException,I/O 異常的根類,IOException,數(shù)字轉(zhuǎn)化格式異常，比如字符串到 float 型數(shù)字的轉(zhuǎn)換無效,NumberFormatException,不能加載所需的類,ClassNotFoundException,方法接收到非法參數(shù),IllegalArgumentException,數(shù)組大小小于或大于實(shí)際的數(shù)組大小,ArrayIndexOutOfBoundException,嘗試訪問 null 對象成員,NullPointerException,許多 java.lang 異常的基類,RuntimeException,異常層次結(jié)構(gòu)的根類,

8、Exception,算術(shù)錯誤情形，如以零作除數(shù),ArithmeticException,線程中斷,InterruptedException,說 明,異 常,武漢理工大學(xué)信息學(xué)院Java程序設(shè)計實(shí)用教程(第4版),5. 異常類定義,public class Throwable implements Serializable public Throwable() public Throwable(String message) public String getMessage() /獲得異常信息 public String toString() /獲得異常對象的描述信息 public void p

9、rintStackTrace() /顯示異常棧跟蹤信息 public class Exception extends Throwable public Exception() public Exception(String s) ,13,武漢理工大學(xué)信息學(xué)院Java程序設(shè)計實(shí)用教程(第4版),6. RuntimeException運(yùn)行異常類,算術(shù)異常ArithmeticException：除數(shù)為0 空對象異常NullPointerException int a = null; a0 = 1; /對空數(shù)組中的元素進(jìn)行操作 String str = null; str.length() /調(diào)用空對

10、象的方法 類型強(qiáng)制轉(zhuǎn)換異常ClassCastException Object obj = new Object(); String str = (String) obj;,14,武漢理工大學(xué)信息學(xué)院Java程序設(shè)計實(shí)用教程(第4版),舉例RuntimeException運(yùn)行異常類,負(fù)數(shù)組長度異常NegativeArraySizeException int a = new int -1; 數(shù)組下標(biāo)越界異常ArrayIndexOutOfBoundsException int a = new int1; a1 = 1; 字符串序號越界異常StringIndexOutOfBoundsException

11、 abc.charAt(-1) 數(shù)值格式異常NumberFormatException int j = Integer.parseInt(abc);,15,武漢理工大學(xué)信息學(xué)院Java程序設(shè)計實(shí)用教程(第4版),7. 程序?qū)﹀e誤與異常的三種處理方式,程序不能處理錯誤 程序應(yīng)避免而不捕獲的異常，如除數(shù)為0、數(shù)組下標(biāo)越界等。 必須捕獲的異常，如網(wǎng)絡(luò)連接失敗,16,武漢理工大學(xué)信息學(xué)院Java程序設(shè)計實(shí)用教程(第4版),5.2 異常處理措施,5.2.1 異常處理語句 5.2.2 拋出異常 5.2.3 自定義異常類,17,18,在 Java 應(yīng)用程序中，異常處理機(jī)制為：拋出異常，捕捉異常。 拋出異常：

12、當(dāng)一個方法出現(xiàn)錯誤引發(fā)異常時，方法創(chuàng)建異常對象并交付運(yùn)行時系統(tǒng)。 捕獲異常：在方法拋出異常之后，運(yùn)行時系統(tǒng)將轉(zhuǎn)為尋找合適的異常處理器（exception handler）。潛在的異常處理器是異常發(fā)生時依次存留在調(diào)用棧中的方法的集合。,1. 異常處理機(jī)制,19,運(yùn)行時系統(tǒng)從發(fā)生異常的方法開始，依次回查調(diào)用棧中的方法，直至找到含有合適異常處理器的方法并執(zhí)行。當(dāng)運(yùn)行時系統(tǒng)遍歷調(diào)用棧而未找到合適 的異常處理器，異常由JVM處理。同時，意味著Java程序的終止。,2. 異常捕獲的順序,20,3. 異常處理語句-try 和 catch 塊 2-1,try,catch,異常,執(zhí)行 catch 后程序 繼續(xù)正

13、常運(yùn)行,程序控制,引發(fā),代碼塊,單 元,21,try 和 catch 塊 2-2,try 和 catch 塊的用法,public class ArithmeticExceptionDemo public ArithmeticExceptionDemo() private static int calculate(int i, int j) return i / j; public static void main(String args) ArithmeticExceptionDemo obj = new ArithmeticExceptionDemo(); try int result =

14、obj.calculate(9, 0); System.out.println(result); catch (Exception e) System.err.println(發(fā)生異常： + e.toString(); e.printStackTrace(); System.out.println(end); ,如果沒有trycatch,最后的end能否輸出呢？,22,3. finally 塊,try 塊,finally 塊,catch 塊,無異常,異常,try、catch 和 finally 塊的執(zhí)行流程,Finally語句塊是可選的,23,4. 異常處理塊的一般形式,try / 要監(jiān)控錯誤

15、的代碼塊 methodGeneratingException(); catch (Exception e) / Exception e 的異常處理程序 finally / 在 try 結(jié)束前要執(zhí)行的代碼塊 cleanup(); ,5. 多重 catch 塊3-1,一段代碼可能會生成多個異常 當(dāng)引發(fā)異常時，會按順序來查看每個 catch 語句，并執(zhí)行第一個類型與異常類型匹配的語句 （異常類繼承關(guān)系） 執(zhí)行其中的一條 catch 語句之后，其他的 catch 語句將被忽略,24,try . catch(ArrayIndexOutOfBoundsException e) catch(Exceptio

16、n e) ,public class RaiseMulException private static double calclate(int i, int j) return i / j; public static void main(String args) java.util.Date d = null; try System.out.println(calclate(10, 0); System.out.println(d.getTime(); catch (ArithmeticException e) System.out.println(發(fā)生異常1： + e.toString()

17、; catch (NullPointerException e) System.out.println(發(fā)生異常2： + e.toString(); System.out.println(over); ,武漢理工大學(xué)信息學(xué)院Java程序設(shè)計實(shí)用教程(第4版),Try catch舉例（多catch-同級別）,25,try塊中如果有多個語句產(chǎn)生異常，第一個語句產(chǎn)生異常后，就會立即陷入到catch塊中個，后面產(chǎn)生異常的語句不會執(zhí)行。,public class RaiseMulException2 public static void main(String args) String str = 12

18、3a; java.util.Date d = null; try int i = Integer.parseInt(str); System.out.println(d.getTime(); catch (NumberFormatException ex) System.out.println(str + 字符串不能轉(zhuǎn)換為整數(shù)); catch (Exception ex) ex.printStackTrace(); ,武漢理工大學(xué)信息學(xué)院Java程序設(shè)計實(shí)用教程(第4版),Try catch舉例（多catch-不同級別）,26,123a字符串不能轉(zhuǎn)換為整數(shù),異常被前一個catch捕獲，后面就不

19、能在被捕獲了。,武漢理工大學(xué)信息學(xué)院Java程序設(shè)計實(shí)用教程(第4版),多重catch執(zhí)行流程,27,28,在toIntArray將字符串?dāng)?shù)組轉(zhuǎn)換到整形數(shù)組中使用了trycatchfinally語句。,【例5.1】 求數(shù)組元素的平均值。,6. try-catch語句的范圍,try-catch目的是為了程序能從異常中恢復(fù)過來； 需要對有可能產(chǎn)生異常的語句定位，并使用try-catch，而不是把所有語句都包起來,29,public class TryScope public static void main(String args) String strings = 32, one, 10.8,

20、45 ; float sum = 0; try for (String s : strings) sum += Integer.parseInt(s); System.out.println(sum = + sum); catch (Exception e) e.printStackTrace(); ,武漢理工大學(xué)信息學(xué)院Java程序設(shè)計實(shí)用教程(第4版),Try catch范圍舉例,30,能否正確輸出87.8呢？,武漢理工大學(xué)信息學(xué)院Java程序設(shè)計實(shí)用教程(第4版),5.2.2 拋出異常,1. 拋出自定義異常對象的throw語句 throw 異常對象 public void set(int

21、 year, int month, int day) if (month12) throw new Exception(月份錯誤); ,31,不想捕獲處理異常拋出異常,public class ThrowsinMethod public static void setMonth(int month) throws Exception if (month12) throw new Exception(月份錯誤); public static void main(String args) try setMonth(13); catch (Exception e) e.printStackTrace

22、(); ,武漢理工大學(xué)信息學(xué)院Java程序設(shè)計實(shí)用教程(第4版),2. 方法里拋出異常舉例,32,java.lang.Exception: 月份錯誤 at chapter05.ThrowsinMethod.setMonth(ThrowsinMethod.java:6) at chapter05.ThrowsinMethod.main(ThrowsinMethod.java:12),不再由系統(tǒng)拋出異常,public class ThrowsOnMethod public static void doSomething() throws ClassNotFoundException Class c

23、lz = null; clz = Class.forName(RaiseError); System.out.println(over); public static void main(String args) try doSomething(); catch (ClassNotFoundException e) e.printStackTrace(); System.out.println(over in main); ,武漢理工大學(xué)信息學(xué)院Java程序設(shè)計實(shí)用教程(第4版),2. 方法上拋出異常舉例,33,Java語言安全性檢查，異常的拋出和處理不是可有可無的，是被強(qiáng)制要求的。 如上例中

24、，Class.forName語句要求必須處理異常； 如果doSomething不處理異常，而是簡單拋出異常，則調(diào)用doSomething的main方法就要求處理異常。 如果main也不處理，只是拋出異常的話，就由JVM來處理異常。,34,5.2.3 自定義異常類,自定義異常概念 使用自定義異常的時候 JavaAPI提供的內(nèi)置異常不一定總能捕獲程序中發(fā)生的所有錯誤。有時會需要創(chuàng)建用戶自定義異常 自定義異常需要繼承Exception 及其子類,1. 自定義異常類例子,武漢理工大學(xué)信息學(xué)院Java程序設(shè)計實(shí)用教程(第3版),35,public class DateException extends

25、Exception public DateException(String s) super(s); public DateException() super(); ,public void set(int year, int month, int day) throws DateException /設(shè)置正確日期 if (year2500) throw new DateException(年份不合適，有效年份為02500。); if (month12) throw new DateException(月份錯誤); if (daydaysOfMonth(year, month) throw n

26、ew DateException(日期錯誤); this.aday.set(year, month, day); ,當(dāng)調(diào)用一個拋出異常的方法，調(diào)用者必須處理這個異常。 如構(gòu)造方法必須處理DateException. Main方法new對象時,小結(jié),內(nèi)容和要求： 發(fā)現(xiàn)各種程序錯誤，采取不同的手段排除錯誤。 理解異常處理機(jī)制的運(yùn)行方式，掌握J(rèn)ava異常的拋出、捕獲及處理方法。 熟悉自定義異常在程序設(shè)計中的作用。 重點(diǎn)：掌握try語句捕獲異常并處理。 難點(diǎn)：捕獲并處理異常，拋出異常、使異常在方法間傳遞。,1. 程序中的錯誤有哪幾種？分別能夠在什么時刻被發(fā)現(xiàn)？,習(xí) 題,武漢理工大學(xué)信息學(xué)院Java程序

27、設(shè)計實(shí)用教程(第4版),37,【答】 程序錯誤按照性質(zhì)可分為3類：語法錯、語義錯、邏輯錯。 1） 語法錯：違反語法規(guī)范的錯誤成為語法錯( syntax error )，這類錯誤通常在編譯時發(fā)現(xiàn)，又稱為編譯錯，如標(biāo)識符未聲明、表達(dá)式中運(yùn)算符與操作數(shù)類型不兼容、變量賦值時的類型與聲明時的類型不匹配、括號不匹配、語句末缺少分號等。 2） 語義錯：如果在程序的語法上正確，但在語義上存在錯誤，則稱為語義錯（ semantic error），又稱為運(yùn)行錯（run-time error），語義錯不能被編譯系統(tǒng)發(fā)現(xiàn)，只有到程序運(yùn)行時才能被發(fā)現(xiàn)，如輸入數(shù)據(jù)格式錯、除數(shù)為0錯、給變量賦予超出其范圍的值錯等。 3）

28、 邏輯錯：如果程序通過編譯，可運(yùn)行，但運(yùn)行結(jié)果與期望值不符，則這類錯誤稱為邏輯錯（logic error），例如，由于循環(huán)條件不正確而沒有結(jié)果，循環(huán)次數(shù)不對等因素導(dǎo)致計算結(jié)果不正確等。,2. Java為什么要采用異常處理機(jī)制？Java的異常處理是怎樣實(shí)現(xiàn)的？異常處理機(jī)制能夠解決程序中遇到的所有錯誤嗎？哪些錯誤不是異常處理能夠解決的？,【答】 異常處理和捕獲和處理運(yùn)行時錯誤的一種機(jī)制。異常處理機(jī)制使程序具有處理錯誤的能力。 即使發(fā)生了運(yùn)行錯，應(yīng)用程序能夠捕獲異常并及時處理異常，使程序從運(yùn)行錯誤中很好地恢復(fù)并繼續(xù)運(yùn)行，而不會導(dǎo)致程序運(yùn)行非正常終止。而且如果當(dāng)前方法沒有能力處理異常，還可以將異常轉(zhuǎn)交給調(diào)用者處理。 異常處理機(jī)制將運(yùn)行時錯誤封裝成若干錯誤類和異常類，并提供異常處理語句用于處理在程序中實(shí)現(xiàn)對運(yùn)行時錯誤的發(fā)現(xiàn)和及時處理。 異常處理機(jī)制并不能解決程序中的所有錯誤，例如內(nèi)存溢出、棧溢出等。,3. 請說出5個Java的異常類。,【答】 算術(shù)異常ArithmeticException、空對象異常NullPointerException、類型強(qiáng)制轉(zhuǎn)換異常ClassCastException、負(fù)數(shù)組長度異常NegativeArraySizeExcepti