第07章JAVA语言中的异常

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1、JAVA程序设计程序设计人民邮电出版社人民邮电出版社第第7章章 JAVA语言中的异常语言中的异常异常异常 编写程序时多多少少总会有些错误，程序中的语法错误会在编译时被发现并修正，而有些错误是发生在运行阶段的。这些错误依照其严重程度分为两类，一类是致命性的严重错误，它们的出现可能会导致系统崩溃，并且程序员并不能编写程序解决所出现的问题。另一类是普通级别的错误，这类错误如果不加控制就使程序非正常中断，但如果编写代码来处理的话，就有可能避免中断程序的执行。这类错误一般地称为异常（Exception），用来处理异常的过程称为异常处理。异常异常在Java中主要有三类异常。事实上，Java定义了类java

2、.lang.Throwable，它是使用异常处理机制可被抛出并捕获的所有异常对象的父类。它有三个基本子类，如下图： 异常异常每个类的使用目的不同。Error表示很难恢复的错误。一般不期望用户程序来处理，即使程序员有能力处理这种错误，也还是交给系统处理为好。RuntimeException用来表示设计或实现方面的问题。因为设计和实现正确的程序不会引发这类异常，所以常常不处理它。发生这类异常时，运行时环境会输出一条信息，提示用户修正错误。其他异常表示运行时因环境的影响可能发生并可被处理的问题。因为用户的错误很可能导致这类问题发生，我们要学习的是如何处理这类异常。异常示例异常示例 例7-1 文件操作

3、功能描述 openTheFile;/打开文件 determine its size;/获取文件的长度 allocate that much memory;/分配内存 read-file;/读文件 closeTheFile;/关闭文件 实现文件读取的程序大多有上述这样的程序框架。因为文件存放在外存，程序要访问文件时必须先要将文件放入内存然后才能访问。这段程序是顺序执行结构，而前一句执行的结果又直接影响后一句是否能执行。如果中间哪一条语句执行不正确，后续语句都不能正确执行，程序也会中断。所以凡是有输入输出操作的语句都可能会出现问题。异常示例异常示例例7-2 增加了约束的文件操作功能描述openFi

4、les; /打开文件 if (theFilesOpen)/判定打开是否正确 determine the length of the file; /获取文件的长度 if (gotTheFileLength)/判定已得到文件长度 allocate that much memory; /分配内存 if (gotEnoughMemory)/内存分配成功 read the file into memory; /读文件 if (readFailed) errorCode=-1;/读取失败 else errorCode = -2;/读取成功 closeTheFile;/关闭文件 else errorCode

5、=-3; /内存分配不成功 else errorCode=-4 ;/没有得到文件长度 else errorCode=-5;/文件打开不正确异常异常 程序发生异常时称为产生了一个异常事件，系统根据异常生成一个异常对象。根据这个异常的种类，该对象可能由正在运行的方法生成，也可能由JVM生成。异常对象中包含了该异常必要的详细说明信息，包括所发生的异常事件的类型及异常发生时程序的运行状态。生成的异常对象传递给Java运行时系统，运行时系统寻找相应的代码来处理这一异常。我们把生成异常对象并把它提交给运行时系统的这一过程称为抛出（throw）一个异常。异常异常异常发生后，Java运行时系统从生成对象的代码

6、块开始进行回溯，沿方法的调用栈逐层回溯寻找处理代码，并把异常对象交给该方法处理，这一过程称为捕获（catch）。如图所示： 异常处理方式示例异常处理方式示例下面用异常处理方式重写例7-2。 try openTheFile;/打开文件 determine its size;/获取文件的长度 allocate that much memory;/分配内存 read-File;/读文件 closeTheFile;/关闭文件 catch(fileopenFailed) /文件打开失败的处理代码; catch(sizeDetermineFailed) /不能获得文件大小的处理代码; catch(memo

7、ryAllocateFailed) /内存分配失败的处理代码; catch(readFailed) /读文件失败的处理代码; catch(fileCloseFailed) /关闭文件失败的处理代码; finally /需要统一处理的代码; 异常类和错误类异常类和错误类Java语言在所有的预设包中都定义了异常类Exception和错误类Error。Exception类是所有异常的父类，Error类是所有错误的父类，这两个类同时又是Throwable的子类。它们的层次结构如图所示： 异常处理相关语句异常处理相关语句 虽然引发某个具体异常的语句可能是一条，但相关的语句可能会有多条，程序中使用try语

8、句将这些语句全部括住。 在try语句后面是一组catch语句，对所括住的语句可能引发的异常进行分类，对每一种类型的异常提供一段相应的处理代码，每种异常对应一个catch语句。try与与catch语句语句 try与catch语句的语法格式如下： try / 此处为抛出具体异常的代码 catch (ExceptionType1 e) / 抛出ExceptionType1异常时要执行的代码 catch (ExceptionType2 e) / 抛出ExceptionType2异常时要执行的代码 . catch (ExceptionTypek e) / 抛出ExceptionTypek异常时要执行的代

9、码 finally / 必须执行的代码 其中，ExceptionType1，ExceptionType2，ExceptionTypek是产生的异常类型。根据发生异常所属的类，找到对应的catch语句，然后执行后面的语句序列。Finally语句语句异常处理中有一个特殊的语句，即finally语句。它是最后一条语句，Java规定，不论是否捕获到异常，总要执行finally后面的语句。即使try块中包含return、break、continue、throw等语句，finally语句也会被执行。finally语句不执行的情况只有一种，即在保护代码内执行了System.exit()方法后，将不再执行fi

10、nally后面的语句，这是不执行finally后面语句的惟一一种可能。 公共处理示例公共处理示例例7-4 公共处理示例 try openfile (); /打开文件 read_file(); /读文件 finally closefile(); /关闭文件 因为closefile ()方法放到了finally块中，所以总被执行。公共处理示例公共处理示例再看下面的例子。程序7-3总会输出“finally”，而“aftertry”仅在aVar的值不等于10时才被输出。程序7-3 公共处理的完整代码 public class tryAgain public static void main (Stri

11、ng args) int aVar = 0; try if(aVar = 10) return; finally System.out.println(finally); System.out.println(aftertry); 公共异常公共异常 (1) ArithmeticException异常。进行表达式计算时，除数不能为零。当程序中出现除数为零，或在整数运算中对零取模时，就会发生该类异常。如下面表达式将引发ArithmeticException异常： int i = 12 / 0;/除数为0 float avar = 12 % 0;/对0取模公共异常公共异常 (2) ArrayInde

12、xOutOfBoundsException异常。这是数组下标越界异常。数组元素的个数在数组初始化时已经确定下来，程序中访问数组元素时，不能超过数组的长度。系统根据length值来检查数组下标表达式，如果超出这个值，则将导致该异常。见下例。例7-5 数组下标越界 class ArrayOut public static void main(String args) int aArray = new int3; aArray3 = 0;/数组下标只能是0、1、2 公共异常公共异常(3) IncompatibleClassChangeException异常。这是类不兼容异常。当修改一个类的定义后，引

13、用该类的其它类没有重新编译，就会产生该异常。对应的情况有以下两类： 一个类中的变量声明由静态变成非静态，或由非静态变成静态，而其它访问该类这一变量的类没有被重新编译。 类中声明的某个域或是某个方法被删除，而其它访问该域或该方法的类没有被重新编译。(4) IncompatibleTypeException异常。这是类型不兼容异常。名字虽然与前一个异常很类似，但含义不相同。如果试图定义一个接口的实例，则会引发IncompatibleTypeException异常。公共异常公共异常(5) NegativeArraySizeException异常。这是数组元素个数为负异常。数组长度应该是一个大于等于0

14、的整数，所以定义数组时，方括号中的数不能写负数。当然，如果定义一个元素个数为零的数组是没有使用价值的，所以也应该避免。创建数组时，如果指定的元素个数是个负数，则会引发该异常。例7-6 引发数组元素个数为负异常示例 class NegArray public static void main(String args) int aVar = new int-1;/数组元素个数不能是负数 aVar0 = 0; 公共异常公共异常(6) NoClassDefFoundException异常。这是类未定义异常。如果一个类被引用，但在运行时，系统没有找到被引用的类，就会引发该异常。 例如，声明一个NoCla

15、ss类，其中用到了另一个类anotherClass，但系统找不到这个类，引发类未定义异常。例7-7 类未定义异常示例 class NoClass public static void main(String args) anotherClass aCVar = new anotherClass(); 公共异常公共异常(7) NullPointerException异常。这是空指针异常。如果一个对象的值是null，而程序试图访问它的变量或方法，或者访问一个空数组中的元素时，都将导致该异常。看下面的例子。例7-8 引发空指针异常示例 class NullObject public static v

16、oid main(String args) String oString = null;/空串 int aArray = null;/空数组 oString.length();/不能访问空串的方法 aArray0 = 0;/不能访问空数组的元素 程序中创建了两个对象，分别是空字符串和没有初始化的数组。对它们的访问都会导致空指针异常。公共异常公共异常(8) OutOfMemoryException异常。这是内存溢出异常。当系统无法再向应用程序提供内存时，会引发该异常。这种异常只能出现在创建新对象的时候，即new被调用的时候。 例7-9 引发内存溢出异常示例 class Link int a =

17、new int1000000; Link l; class NullObject public static void main(String args) Link root = new Link(); Link cur = root; while(true)/死循环 cur.l = new Link();/总在申请内存 cur = cur.l; 公共异常公共异常(9) SecurityException异常。这是安全方面的异常，一般在浏览器内抛出。若Java小程序试图进行不安全的操作时，则由SecurityManager类抛出此异常。 除此之外，还有下列常见异常：(10) ArrayStor

18、eException（数组存取异常） 程序试图存取数组中错误的数据类型。(11) FileNotFoundException（文件不存在异常） 试图存取一个并不存在的文件。(12) IOException（I/O异常） 通常的I/O错误。抛出语句抛出语句 程序员处理异常有两种方法。一是在异常发生的位置处立即处理，即使用try语句将可能出现异常的语句块括住并预先估计可能会发生的异常类，紧接其后使用catch语句对这些异常类进行相应的处理。另一种方法是，程序员不在发生异常的当前方法内处理异常，而是把异常抛出到调用方法中。抛出的语句格式如下：访问权限修饰符 返回值类型 方法名 (参数列表) thro

19、ws 异常列表紧接在关键字throws后面的是该方法内可能发生且不进行处理的所有异常列表。抛出的异常可以有多个，各异常之间以逗号分隔。父类子类异常处理示例父类子类异常处理示例例7-10 父类子类异常处理示例 import java.io.*; class Base/父类 public static void amethod() throws FileNotFoundException public class ExcepDemo extends Base/子类 /抛出的异常不同于父类同名方法抛出的异常，也不是它的子类 /编译出错 public static void amethod() thr

20、ows IOException 因为在父类中抛出的异常是FileNotFoundException，它是IOException异常的子类，所以上面的代码不能被编译。如果互换例7-10中抛出的两个异常，即在父类中抛出IOException异常，在子类中的方法抛出FileNotFoundException，此时代码正确。捕获的错误示例捕获的错误示例捕获多个异常时，异常类的派生关系也需要注意。应该先捕获特殊的异常，即异常子类，然后才能捕获更一般的异常，即异常父类。 下面的代码是错误的： try DataInputStream dis = new DataInputStream(System.in);

21、 dis.read(); catch (Exception ioe)/一般异常 catch (IOException e ) /编译错误！ finally捕获异常捕获异常程序中，有些语句必须要捕获异常，而有些由系统自动完成。I/O操作必须捕获异常，遍历数组元素时不需要由程序员控制，系统自动对数组做检查。另外，捕获异常的语句一般出现在可能发生异常的代码段，而不应该放到控制程序执行的语句段。捕获异常捕获异常程序7-6 I/O操作必须捕获异常 import java.io.*; public class FileOut public static void main(String args) try

22、 FileReader fr = new FileReader(FileOut.java); catch(Exception e) System.out.println(e.getMessage(); 在当前目录下查找文件FileOut.java，如果找不到，则显示一条错误信息。创建自己的异常创建自己的异常 系统虽然已经定义了公共异常类，但这些往往还不能满足实际需要。编制程序中，除了使用系统预定义的异常外，用户还可以创建自己的异常。自己定义异常类时，必须从已有的异常类来继承，所以用户自定义的所有异常类都必须间接或直接的是Exception的子类。创建异常示例创建异常示例程序7-7定义自己的异常

23、 class MyException extends Exception private int detail; MyException (int aExcep) detail = aExcep; public String toString() return MyException + detail + ; class ExceptionDemo static void compute (int aExcep)throws MyException System.out.println(Called compute ( + aExcep + .); if (aExcep 10) throw n

24、ew MyException (aExcep); System.out.println(Normal exit); public static void main(String args) try compute(1); compute(20); catch (MyException eExcep) System.out.println(Exception caught + eExcep); 自定义异常示例自定义异常示例客户端程序尝试与服务器连接，并期待服务器在5秒内作出响应。如果服务器没有响应，则客户端抛出一个异常。程序中定义新的异常类，并在这个异常类中显示相关信息。例7-12 自定义异常

25、public void connectMe(String servename) throws ServerTimedOutException int success; int portToConnect = 80; /端口号 success = open(serveName, portToConnect); if (success = -1) throw new ServerTimedOutException(); 自定义异常示例自定义异常示例使用try语句可捕获该异常： public void findServer () . try connectMe(defaultServer); catch(ServerTimedOutException e) g.drawString(Server timed out, trying alternate, 5, 5); try connectMe(alternateServer); catch(ServerTimedOutException e1) g.drawString(No server currently available, 5, 5); . JAVA程序设计程序设计人民邮电出版社人民邮电出版社