JAVA基础 - 异常处理

目录

一. 简介

二. 受检异常

三. 非受检异常

四. 自定义异常类

一. 简介

异常处理是 Java 编程中的一个重要概念，它用于处理程序运行时可能出现的不正常情况。

在 Java 中，异常可以分为两类：受检异常（Checked Exception）和非受检异常（Unchecked Exception）。

受检异常是指在编译阶段必须被处理的异常，比如 FileNotFoundException 。如果在代码中可能抛出这种异常，就必须使用 try-catch 语句或者在方法声明中使用 throws 关键字来告知调用者可能会抛出这个异常。

非受检异常通常是指运行时异常，比如 NullPointerException 、ArrayIndexOutOfBoundsException 等。虽然不强制要求处理，但为了使程序更健壮，也应该进行适当的处理。

二. 受检异常

Java 中的受检异常（Checked Exception）

受检异常是在编译时需要被处理的异常。这意味着如果在代码中可能抛出受检异常，那么必须在代码中显式地处理它，要么使用 try-catch 语句捕获并处理异常，要么在方法声明中使用 throws 关键字声明该方法可能抛出的受检异常，以便告知调用者需要处理这些异常。

常见的受检异常包括：

1. IOException：用于处理输入输出相关的异常，如文件读写异常。
2. SQLException：与数据库操作相关的异常。

受检异常的特点和作用：

1. 提高代码的健壮性：强制开发者在编写代码时考虑并处理可能出现的异常情况，从而减少程序在运行时因未处理异常而崩溃的可能性。

2. 增强代码的可维护性：通过明确声明可能抛出的异常，其他开发者在调用该方法时能够清楚地知道需要处理哪些异常情况，便于代码的理解和维护。

处理受检异常的方式：

1. 使用 try-catch 语句捕获并处理异常：

try {
    // 可能抛出受检异常的代码
} catch (ExceptionType1 e1) {
    // 处理 ExceptionType1 异常的代码
} catch (ExceptionType2 e2) {
    // 处理 ExceptionType2 异常的代码
}

1. 在方法声明中使用 throws 关键字声明可能抛出的异常：

public void method() throws IOException {
    // 可能抛出 IOException 的代码
}

举例说明：

假设我们有一个读取文件内容的方法：

import java.io.FileReader;
import java.io.IOException;

public class FileReaderExample {
    public static String readFileContent(String filePath) throws IOException {
        FileReader reader = new FileReader(filePath);
        StringBuilder content = new StringBuilder();
        int c;
        while ((c = reader.read())!= -1) {
            content.append((char) c);
        }
        reader.close();
        return content.toString();
    }

    public static void main(String[] args) {
        try {
            String content = readFileContent("nonexistent.txt");
            System.out.println(content);
        } catch (IOException e) {
            System.out.println("捕获到文件读取异常: " + e.getMessage());
        }
    }
}

在上述示例中，readFileContent 方法可能抛出 IOException ，在 main 方法中通过 try-catch 处理了这个异常。

三. 非受检异常

Java 中的非受检异常（Unchecked Exception）

非受检异常也被称为运行时异常，是在程序运行时可能发生并且不需要在编译阶段强制处理的异常。这类异常通常是由于程序的逻辑错误或不可预见的运行时状况导致的。

常见的非受检异常包括：

1. NullPointerException：当尝试对一个为 null 的对象引用进行操作时抛出。
2. ArrayIndexOutOfBoundsException：数组下标越界时抛出。
3. ArithmeticException：例如除数为 0 的算术运算时抛出。

非受检异常的特点和作用：

1. 反映程序的逻辑错误：非受检异常的出现往往暗示着代码中存在潜在的逻辑问题，需要开发者进行修正和优化。

2. 提高程序的运行效率：由于不需要在编译阶段强制处理，减少了代码的冗余性，使代码更简洁。

处理非受检异常的方式：

虽然不强制要求捕获处理，但为了使程序更健壮和可靠，也可以选择使用 try-catch 语句来捕获和处理非受检异常。

举例说明：

public class UncheckedExceptionExample {
    public static void main(String[] args) {
        int[] arr = new int[5];
        // 以下会抛出 ArrayIndexOutOfBoundsException 异常
        try {
            System.out.println(arr[10]);
        } catch (ArrayIndexOutOfBoundsException e) {
            System.out.println("数组下标越界异常: " + e.getMessage());
        }

        Object obj = null;
        // 以下会抛出 NullPointerException 异常
        try {
            obj.toString();
        } catch (NullPointerException e) {
            System.out.println("空指针异常: " + e.getMessage());
        }
    }
}

在上述示例中，演示了可能出现的数组下标越界和空指针的非受检异常，并通过 try-catch 进行了捕获处理。

四. 自定义异常类

在 Java 中，我们可以创建自己的异常类来满足特定的需求。自定义异常类可以使代码更具可读性和可维护性，能够更准确地描述程序中出现的异常情况。

创建自定义异常类通常需要以下步骤：

1. 继承 Exception 类或其子类：如果自定义的异常是受检异常，通常继承 Exception 类；如果是运行时异常，通常继承 RuntimeException 类。

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

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

1. 提供构造函数：至少提供一个接受字符串消息作为参数的构造函数，用于传递异常的详细信息。

在使用自定义异常时，可以像使用系统提供的异常一样，通过 throw 关键字抛出异常，并在适当的地方进行捕获处理。

举例说明：

假设我们正在开发一个图书馆管理系统，当用户借阅的图书数量超过规定数量时，抛出一个自定义的受检异常。

public class Library {
    private static final int MAX_BOOKS_TO_BORROW = 5;

    public void borrowBooks(int numBooks) throws CustomCheckedException {
        if (numBooks > MAX_BOOKS_TO_BORROW) {
            throw new CustomCheckedException("借阅的图书数量超过了限制");
        }
        // 执行借阅操作
    }

    public static void main(String[] args) {
        Library library = new Library();
        try {
            library.borrowBooks(8);
        } catch (CustomCheckedException e) {
            System.out.println(e.getMessage());
        }
    }
}

又比如，在一个电商系统中，当用户输入的优惠码无效时，抛出一个自定义的运行时异常。

public class Ecommerce {
    public void applyDiscountCode(String code) {
        if (!isValidCode(code)) {
            throw new CustomRuntimeException("无效的优惠码");
        }
        // 应用优惠码的逻辑
    }

    private boolean isValidCode(String code) {
        // 验证优惠码的逻辑
        return false;
    }

    public static void main(String[] args) {
        Ecommerce ecommerce = new Ecommerce();
        try {
            ecommerce.applyDiscountCode("INVALID_CODE");
        } catch (CustomRuntimeException e) {
            System.out.println(e.getMessage());
        }
    }
}

通过自定义异常类，可以更清晰地表达程序中特定的错误情况，方便开发人员进行错误处理和调试。