【Java基础】Java异常捕捉，throws/throw、finally、try、catch关键字的含义与运用

1. Java 异常处理：

异常是程序中的一些错误，但并不是所有的错误都是异常，并且错误有时候是可以避免的。

• 比如说，你的代码少了一个分号，那么运行出来结果是提示是错 java.lang.Error；
• 如果你用System.out.println(11/0)，那么你是因为你用0做了除数，会抛出 java.lang.ArithmeticException 的异常。

1.1 异常分析

异常发生的原因有很多，通常包含以下几大类：

• 用户输入了非法数据。
• 要打开的文件不存在。
• 网络通信时连接中断，或者JVM内存溢出。
  这些异常有的是因为用户错误引起，有的是程序错误引起的，还有其它一些是因为物理错误引起的。

一要理解Java异常处理是如何工作的，你需要掌握以下三种类型的异常：

检查性异常：

• 最具代表的检查性异常是用户错误或问题引起的异常，这是程序员无法预见的。
• 例如要打开一个不存在文件时，一个异常就发生了，这些异常在编译时不能被简单地忽略。

运行时异常：

• 运行时异常是可能被程序员避免的异常。
• 与检查性异常相反，运行时异常可以在编译时被忽略。

错误：

• 错误不是异常，而是脱离程序员控制的问题。
• 错误在代码中通常被忽略。
• 例如，当栈溢出时，一个错误就发生了，它们在编译也检查不到的。

1.2 Exception 类的层次

• 所有的异常类是从 java.lang.Exception 类继承的子类。

• Exception 类是 Throwable 类的子类。除了Exception类外，Throwable还有一个子类Error 。

Java 程序通常不捕获错误。错误一般发生在严重故障时，它们在Java程序处理的范畴之外。

• Error 用来指示运行时环境发生的错误。
  例如，JVM 内存溢出。一般地，程序不会从错误中恢复。

• 异常类有两个主要的子类：IOException 类和 RuntimeException 类。

在 Java 内置类中，有大部分常用检查性和非检查性异常。

捕获异常：

• 使用 try 和 catch 关键字可以捕获异常。
• try/catch 代码块放在异常可能发生的地方。
• try/catch代码块中的代码称为保护代码。

使用 try/catch 的语法如下：

try
{// 程序代码
}catch(ExceptionName e1)
{//Catch 块
}

• Catch 语句包含要捕获异常类型的声明。
• 当保护代码块中发生一个异常时，try 后面的 catch 块就会被检查。
• 如果发生的异常包含在 catch 块中，异常会被传递到该 catch 块，这和传递一个参数到方法是一样。

下面的例子中声明有两个元素的一个数组，当代码试图访问数组的第三个元素的时候就会抛出一个异常。

import java.io.*;
public class ExcepTest{public static void main(String args[]){try{int a[] = new int[2];System.out.println("Access element three :" + a[3]);}catch(ArrayIndexOutOfBoundsException e){System.out.println("Exception thrown  :" + e);}System.out.println("Out of the block");}
}

以上代码编译运行输出结果如下：

Exception thrown  :java.lang.ArrayIndexOutOfBoundsException: 3
Out of the block

1.3 多重捕获块：

一个 try 代码块后面跟随多个 catch 代码块的情况就叫多重捕获。

• 多重捕获块的语法如下所示：

try{ // 程序代码 }
catch(异常类型1 异常的变量名1){ // 程序代码 }
catch(异常类型2 异常的变量名2){ // 程序代码 }
catch(异常类型2 异常的变量名2){ // 程序代码 }

上面的代码段包含了 3 个 catch块。

可以在 try 语句后面添加任意数量的 catch 块。

如果保护代码中发生异常，异常被抛给第一个 catch 块。

• 如果抛出异常的数据类型与 ExceptionType1 匹配，它在这里就会被捕获。
• 如果不匹配，它会被传递给第二个 catch 块。
• 直到异常被捕获或者通过所有的 catch 块。

1.4 throws/throw 关键字：

如果一个方法没有捕获到一个检查性异常，那么该方法必须使用 throws 关键字来声明。throws 关键字放在方法签名的尾部。

• 也可以使用 throw 关键字抛出一个异常，无论它是新实例化的还是刚捕获到的。

下面方法的声明抛出一个 RemoteException 异常：

import java.io.*;
public class className
{public void deposit(double amount) throws RemoteException{// Method implementationthrow new RemoteException();}//Remainder of class definition
}

！一个方法可以声明抛出多个异常，多个异常之间用逗号隔开。

例如，下面的方法声明抛出 RemoteException 和 InsufficientFundsException：

import java.io.*;
public class className
{public void withdraw(double amount) throws RemoteException,InsufficientFundsException{// Method implementation}//Remainder of class definition
}

1.5 finally关键字：

• finally 关键字用来创建在 try 代码块后面执行的代码块。
• 无论是否发生异常，finally 代码块中的代码总会被执行。=
• 在 finally 代码块中，可以运行清理类型等收尾善后性质的语句。

finally 代码块出现在 catch 代码块最后，语法如下：

try{ // 程序代码 }
catch(异常类型1 异常的变量名1){ // 程序代码 }
catch(异常类型2 异常的变量名2){ // 程序代码 }
finally{ // 程序代码 }

注意下面事项：

• catch 不能独立于 try 存在。

• 在 try/catch 后面添加 finally 块并非强制性要求的。

• try 代码后不能既没 catch 块也没 finally 块。

• try, catch, finally 块之间不能添加任何代码。

1.6 声明自定义异常:

在 Java 中你可以自定义异常。编写自己的异常类时需要记住下面的几点。

• 所有异常都必须是 Throwable 的子类。

• 如果希望写一个检查性异常类，则需要继承 Exception 类。

• 如果你想写一个运行时异常类，那么需要继承 RuntimeException 类。

可以像下面这样定义自己的异常类：

class MyException extends Exception{ }

• 只继承Exception 类来创建的异常类是检查性异常类。

下面的 InsufficientFundsException 类是用户定义的异常类，它继承自 Exception。

一个异常类和其它任何类一样，包含有变量和方法。

以下实例是一个银行账户的模拟，通过银行卡的号码完成识别，可以进行存钱和取钱的操作。

import java.io.*;
//自定义异常类，继承Exception类
public class InsufficientFundsException extends Exception
{//此处的amount用来储存当出现异常（取出钱多于余额时）所缺乏的钱private double amount;public InsufficientFundsException(double amount){this.amount = amount;}public double getAmount(){return amount;}
}

为了展示如何使用我们自定义的异常类，
在下面的 CheckingAccount 类中包含一个 withdraw() 方法抛出一个 InsufficientFundsException 异常。

import java.io.*;
//此类模拟银行账户
public class CheckingAccount
{//balance为余额，number为卡号private double balance;private int number;public CheckingAccount(int number){this.number = number;}//方法：存钱public void deposit(double amount){balance += amount;}//方法：取钱public void withdraw(double amount) throws InsufficientFundsException{if(amount <= balance){balance -= amount;}else{double needs = amount - balance;throw new InsufficientFundsException(needs);}}//方法：返回余额public double getBalance(){return balance;}//方法：返回卡号public int getNumber(){return number;}
}

下面的 BankDemo 程序示范了如何调用 CheckingAccount 类的 deposit() 和 withdraw() 方法。

public class BankDemo
{public static void main(String [] args){CheckingAccount c = new CheckingAccount(101);System.out.println("Depositing $500...");c.deposit(500.00);try{System.out.println("\nWithdrawing $100...");c.withdraw(100.00);System.out.println("\nWithdrawing $600...");c.withdraw(600.00);}catch(InsufficientFundsException e){System.out.println("Sorry, but you are short $" + e.getAmount());e.printStackTrace();}}
}

编译上面三个文件，并运行程序 BankDemo，得到结果如下所示：

Depositing $500...
Withdrawing $100...
Withdrawing $600...
Sorry, but you are short $200.0
InsufficientFundsExceptionat CheckingAccount.withdraw(CheckingAccount.java:25)at BankDemo.main(BankDemo.java:13)

1.7 通用异常:

在Java中定义了两种类型的异常和错误。

• JVM(Java虚拟机) 异常：

  • 由 JVM 抛出的异常或错误。
  • 例如：NullPointerException 类，ArrayIndexOutOfBoundsException 类，ClassCastException 类。

• 程序级异常：

  • 由程序或者API程序抛出的异常。
  • 例如 IllegalArgumentException 类，IllegalStateException 类。

2. ❤️Java基础专栏 - 前篇回顾

• 认识Java，Java程序的生命周期，运行Java程序
• Java数据类型阐述、基本数据类型的占用和范围、二进制的讲述
• 8种基本数据类型的分析、数据类型转换规则、转义字符的列举
• 五种运算符的说明（&&、||、＞=、＞、＜=、＜）、4种控制语句（if、for、while、dowhile）、输入和输出说明
• 方法的概念、方法的调用、方法重载、构造方法的创建
• 全方面带你了解Java里的日期与时间内容，介绍 Calendar、GregorianCalendar、Date类
• 正则表达式的使用与常用类分享
• Stream流、文件File相关操作，IO的含义与运用

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