第9天 Java基础学习：异常处理机制

学习目标

在本日的学习中，我们将深入研究Java中的异常处理机制，包括以下几个方面：

1. 异常与错误分类
2. try-catch-finally语句
3. throw与throws关键字
4. 自定义异常

一、异常与错误分类

Java中的异常主要分为两类：已检查异常（Checked Exception）和未检查异常（Unchecked Exception）。

1.1 已检查异常（Checked Exception）

• 定义：在编译时检查的异常，程序员必须主动处理。
• 示例：IOException, SQLException

异常类型	描述	示例
IOException	输入输出操作失败或中断	文件未找到或无法读取
SQLException	数据库访问错误	SQL语法错误，数据库连接失败

1.2 未检查异常（Unchecked Exception）

• 定义：在运行时检查的异常，通常是由于程序错误引起的。
• 示例：NullPointerException, ArrayIndexOutOfBoundsException

异常类型	描述	示例
NullPointerException	对空对象的引用	访问一个未初始化的对象
ArrayIndexOutOfBoundsException	访问数组越界	访问数组的非法下标

1.3 错误（Error）

• 定义：指的是Java虚拟机无法处理的严重问题。一般不需要程序员处理。
• 示例：OutOfMemoryError, StackOverflowError

错误类型	描述	示例
OutOfMemoryError	Java虚拟机内存不足	应用内存消耗过多
StackOverflowError	调用栈溢出，通常由于递归调用过深	无限递归

二、try-catch-finally语句

try-catch-finally语句用于处理可能引发异常的代码块，确保程序的正常执行。其结构如下：

try {// 可能引发异常的代码
} catch (异常类型 变量名) {// 异常处理代码
} finally {// 清理资源代码（可选）
}

2.1 例子：基本的try-catch使用

下面是一个示例，展示了如何使用try-catch捕获异常：

import java.io.BufferedReader;
import java.io.FileReader;
import java.io.IOException;public class TryCatchExample {public static void main(String[] args) {BufferedReader reader = null;try {reader = new BufferedReader(new FileReader("test.txt"));String line = reader.readLine();System.out.println(line);} catch (IOException e) {System.out.println("发生了IOException: " + e.getMessage());} finally {try {if (reader != null) {reader.close();}} catch (IOException e) {System.out.println("关闭文件时发生异常: " + e.getMessage());}}}
}

2.2 多重catch的使用

可以在一个try块中捕获多种类型的异常，如下所示：

public class MultiCatchExample {public static void main(String[] args) {String str = null;try {// 可能引发异常的代码System.out.println(str.length());} catch (NullPointerException | ArrayIndexOutOfBoundsException e) {System.out.println("发生了异常: " + e.getClass().getSimpleName());}}
}

在上述例子中，NullPointerException和ArrayIndexOutOfBoundsException都可以被同一个catch块处理。

三、throw与throws关键字

3.1 throw关键字

throw用于显式地抛出一个异常。其语法如下：

throw new 异常类型("异常信息");

例子：

public class ThrowExample {static void validateAge(int age) {if (age < 18) {throw new ArithmeticException("年龄不能小于18岁");} else {System.out.println("年龄验证通过");}}public static void main(String[] args) {try {validateAge(15);} catch (ArithmeticException e) {System.out.println(e.getMessage());}}
}

在这个例子中，当年龄小于18时，会显式抛出一个ArithmeticException异常。

3.2 throws关键字

throws用于在方法声明中指示该方法可能抛出的异常。其语法如下：

返回类型 方法名() throws 异常类型 {// 方法体
}

例子：

public class ThrowsExample {static void checkFile() throws IOException {throw new IOException("文件未找到");}public static void main(String[] args) {try {checkFile();} catch (IOException e) {System.out.println(e.getMessage());}}
}

在此示例中，checkFile方法被声明为可能抛出IOException，在main方法中被妥善处理。

四、自定义异常

自定义异常是Java提供的一种机制，通过继承Exception类或其子类来定义自己的异常类型。

4.1 创建自定义异常

下面是一个简单的自定义异常示例：

// 自定义异常类
class AgeInvalidException extends Exception {public AgeInvalidException(String message) {super(message);}
}public class CustomExceptionExample {static void validateAge(int age) throws AgeInvalidException {if (age < 18) {throw new AgeInvalidException("年龄必须大于或等于18岁");}}public static void main(String[] args) {try {validateAge(16);} catch (AgeInvalidException e) {System.out.println(e.getMessage());}}
}

在这个自定义异常类AgeInvalidException中，我们可以在抛出异常时传递自定义的错误信息。

4.2 捕获自定义异常

自定义异常的捕获方式与普通异常相同，只需在try-catch块中指定异常类型。

总结

本节中，我们深入探讨了Java异常处理机制的各个方面。了解异常与错误分类是处理Java异常的基础。我们学习了使用try-catch-finally语句捕获和处理异常，了解了throw和throws关键字的使用，最后掌握了如何创建和使用自定义异常。

良好的异常处理能够提高程序的健壮性和可维护性，避免程序在运行时因未处理的异常而崩溃。掌握这些概念后，您将能够在编写Java代码时处理各种可能出现的问题，编写出更高质量的应用程序。

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