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📫 作者介绍：本人本科软件工程在读，博客主要涉及JavaSE、JavaEE、MySQL、SpringBoot、算法等知识。专栏内容长期更新，如有错误，欢迎评论区或者私信指正！感谢大家的支持~~~

本篇学习目标：

• ⭐️ 理解为什么需要异常处理机制；
• ⭐️ 了解什么是异常，及编译时异常与运行时异常的区别；
• ⭐️ 掌握常见的几种运行时异常的处理；
• ⭐️ 熟练使用 try-catch-finally 以及 throws 的方式处理异常；
• ⭐️ 知道 throws 与 throw 的区别；
• ⭐️ 了解自定义异常，并懂得基本的使用；

本文来自专栏：JavaSE系列专题知识及项目 欢迎点击支持订阅专栏 ❤️

文章目录

• 1 异常引入
• 2 异常简介
• • 2.1 异常的概念
  • 2.2 常见异常体系图
• 3 常见运行时异常举例
• • 3.1 NullPointerException
  • 3.2 ArrayIndexOutOfBoundsException
  • 3.3 ClassCastException
  • 3.4 NumberFormatException
• 4 异常处理
• • 4.1 try-catch-finally 异常处理
  • 4.2 try - catch练习题（坑）
  • • 4.2.1 阅读程序
    • 4.2.2 输入校验
  • 4.3 throws 异常处理
  • 4.4 自定义异常
  • • 4.4.1 自定义异常实例
  • 4.5 throw 和 throws 的区别
• 5 编程练习
• 写在最后

1 异常引入

🌔 不知道初学Java 时，大家是不是和博主一样一脸懵：“这异常到底是个什么东东，有什么用嘞？” 今天，咱们就专门来展开讲讲异常。
还是那个教科书里面的标准例子，来看一下吧：

在例子中，我们将 0 作为除数进行运算，运行结果如下：

😢 程序控制台好像出现了不得了的东西！细细一看，原来是告诉我们出现了算术异常。不过只要再细心看一下代码，你就会发现：程序并没有执行完成，因为控制台并没有输出“程序运行结束标记”这句话！而是在计算 res 的时候，就中断了。 这就导致了一个很严重的问题：在我们实际开发中，一个完整的项目，文件可能都多达上千个，难道可以因为这样的小错误就直接崩溃，停止运行吗？
答案是否定的，因此， 我们需要使用异常处理机制，来提升项目的健壮性！

🍎Tips： 在idea编译器中，我们可以先选中代码块，然后使用快捷键 ctrl + alt + t 在弹出的二级菜单中，一键添加 try - catch ，(偷懒小技巧增加了~~~)
来看一下添加异常机制后，程序的运行情况吧！
🐜 代码如下：

🍓 运行结果：

🐘 虽然运行结果同样抛出了异常信息，但是，程序并没有因此而中止！而是继续向后执行，结束标记输出就是最好的证明~
怎么样？现在是不是就对异常有兴趣啦！来，进入正题，我们慢慢聊~

2 异常简介

2.1 异常的概念

在 Java 中，异常即为程序执行过程中发生的不正常情况。 但是需要注意的是，程序员在编码过程中的逻辑与语法错误不属于异常的范畴！
🍓 程序执行过程中所发生的异常可以分为如下两大类：
1️⃣ Error: Java 虚拟机无法解决的严重问题。如： JVM系统内部错误、资源耗尽等。举例：栈溢出（StackOverflowError）
2️⃣ Exception: 其它因编程错误或偶然的外在因素导致的一般性问题，可以使用针对性的代码进行处理。分为两大类：

1. 运行时异常： 又叫非受检异常，即程序运行时，发生的异常；
2. 编译时异常： 又叫受检异常，即编程时，编译器检查出的异常。

图示如下：

🖊 助记：
编译时异常： 编译器检查出来的异常，必须处理，不然运行不了；
运行时异常： 编译器没有检查出来，程序可以跑，可以 选择性处理。

2.2 常见异常体系图

Java把异常当作对象来处理，并定义一个基类java.lang.Throwable作为所有异常的超类。在Java API中已经定义了许多异常类，这些异常类分为两大类，错误Error和异常Exception。Java异常体系结构呈树状，常见异常的层次结构图如图所示：

📖 Throwable 实现了 Serializable 接口。向下分为 Error 与 Exception。而 Exception 我们可以通过异常处理机制来解决。我们着重处理 RuntimeException 即 运行时异常，其常见的子类如下，上面的图可能看不清，我们来放大看：

3 常见运行时异常举例

3.1 NullPointerException

空指针异常，当应用程序在需要对象的地方使用null时，抛出该异常。
🐜 示例代码：

public class NullPointerException {    public static void main(String[] args) { String s = null; System.out.println(s.length());    }}

🍓 结果：

Exception in thread “main” java.lang.NullPointerException: Cannot invoke “String.length()” because “s” is null
at exception.NullPointerException.main(NullPointerException.java:10)

3.2 ArrayIndexOutOfBoundsException

数组下标越界异常。 用非法索引访问数组时抛出该异常，即数组越界。
🐜 示例代码：

public class ArrayIndexOutOfBoundsException {    public static void main(String[] args) { int[] arr = {1, 2, 3}; System.out.println(arr[3]);  // 越界    }}

🍓 结果：

Exception in thread “main” java.lang.ArrayIndexOutOfBoundsException: Index 3 out of bounds for length 3
at exception.ArrayIndexOutOfBoundsException.main(ArrayIndexOutOfBoundsException.java:10)

3.3 ClassCastException

类型转换异常。当试图将一个对象强制转换为不是实例的子类时，抛出该异常。
🐜 示例代码：

public class ClassCastException {    public static void main(String[] args) { Animal dog = new Dog(); Dog d = (Dog)dog;  // 向下转型 Cat c = (Cat)dog;  // 该句错误！！！！    }}class Animal{}class Dog extends Animal{}class Cat extends Animal{}

🍓 结果：

Exception in thread “main” java.lang.ClassCastException: class exception.Dog cannot be cast to class exception.Cat (exception.Dog and exception.Cat are in unnamed module of loader ‘app’)
at exception.ClassCastException.main(ClassCastException.java:11)

3.4 NumberFormatException

数字格式异常。当应用程序试图将字符串转成一种数值类型，但字符串不能转换为适当格式时，抛出该异常。 使用异常我们可以确保输入满足条件的数字。
🐜 示例代码：

public class NumberFormatException {    public static void main(String[] args) { int num = Integer.parseInt("123.456");  // 转不了    }}

🍓 结果：

Exception in thread “main” java.lang.NumberFormatException: For input string: “123.456”
at java.base/java.lang.NumberFormatException.forInputString(NumberFormatException.java:68)
at java.base/java.lang.Integer.parseInt(Integer.java:652)
at java.base/java.lang.Integer.parseInt(Integer.java:770)
at exception.NumberFormatException.main(NumberFormatException.java:9)

4 异常处理

异常处理即当异常发生时，对异常处理的方式。 主要有两种处理方式：

1. try-catch-finally：程序员在代码中自行处理，捕获异常；
2. throws：将异常抛出，交给调用者（方法）来处理，最顶级的处理者就是JVM。示意图如下：
   main方法如果没有进行 try catch，默认会进行 throws。
   

4.1 try-catch-finally 异常处理

Java 提供 try 和 catch 块来处理异常。try 块用于包含可能出错的代码，catch 块用于处理 try 块发生的异常。finally 块可选择性添加，用于执行始终需要执行的代码。

🅰️ 基本语法：

try{// 可能发生异常的代码// 将异常生成对应的异常对象，传递给 catch 块}catch(异常){// 对异常的处理}finally{// 不管 try 是否有异常，始终都要执行 finally 块的代码// 通常将需要释放资源的代码放在 finally}

🍓 使用细节：
1️⃣ 如果异常发生了，则异常后面的代码不会执行，直接进入到 catch 块。

2️⃣ 如果异常没有发生，则顺序执行 try 代码块，不会进入 catch 块。

3️⃣ 如果 try 代码块有多个异常，可以使用多个 catch 分别捕获并进行相应的处理。 但是要求 子类必须在父类前面！ 值得注意的是，异常捕获的时候，当捕获到第一个，后面的将不再捕获。

4️⃣ 允许使用 try - finally ，但是这种做法相当于没有捕获异常，finally
相当于进行了善后处理， 即 程序还是会因为异常中断，但是会执行该代码块中的代码后再中断（垂死挣扎）

4.2 try - catch练习题（坑）

4.2.1 阅读程序

🐜请阅读下面代码，猜猜输出结果：

public class Exception01 {    public static int method(){ int i = 1; try {     i++;     String[] name = new String[3];     if(name[1].equals("ABC")){  // 发生了空指针异常  System.out.println("ABC");     } }catch (NullPointerException e){     return ++i; }finally {     ++i;     System.out.println("i = " + i); } return 0;    }    public static void main(String[] args) { System.out.println(method());    }}

🍎 结果：

i = 4
3

🍉 解析：在 if 语句中发生了空指针异常，try 块其余代码不执行。执行 catch 块代码，此时应该 return 3。但是由于 finally 块一定要被执行，因此，程序会先将 return 的 i 值暂时存储起来，去执行 finally 块的代码。所以先输出 i = 4 后返回3.

4.2.2 输入校验

🐜 题目要求:

请你编写一段程序，用于判断用户的输入：如果输入不是整数，就提示错误信息，直到输入正确为止。

🐟 思路分析：

1. 创建 Scanner 对象；
2. 使用循环去接收一个输入；
3. 将该输入尝试转换成 int；
4. 如果转换时发生异常，说明输入有误，不能转换；
5. 如果没有抛出异常，则输入正确，提示即可。

🍓 参考代码：

public class TryCatch {    public static void method() { Scanner scanner = new Scanner(System.in); int num = 0; while (true) {     System.out.println("请输入一个整数: ");     try {  num = Integer.parseInt(scanner.next());  // 有可能抛出异常  break;  // 没有抛出则退出循环     } catch (NumberFormatException e) {  System.out.println("你输入的不是整数, 请重新输入！");     } } System.out.println("输入正确！");    } public static void main(String[] args) {     method(); }}

🍎 实验结果：

4.3 throws 异常处理

🆔 基本介绍：
如果一个方法可能生成某种异常，但是 并不确定如何处理这些异常，则该方法应显式地声明抛出异常 ，表明该方法将不对这些异常进行处理，而由该方法的调用者负责处理。在方法声明中抛出异常的列表，throws 后面的异常类型可以是方法中产生的异常类型，也可以是它的父类。

🅰️ 基本语法：

方法名 throws 异常类1, 异常类2......{// 方法体}

🍓 使用细节：
1️⃣ 对于运行时异常，程序如果没有处理，默认就是 throws 的方式处理；
2️⃣ 子类重写父类的方法时，对抛出异常有一条规定：子类重写的方法，所抛出的异常类型要么与父类抛出的异常一致，要么为父类抛出的异常类型的子类型； 演示如下：

4.4 自定义异常

当程序出现了某些错误，但该错误信息并没有在 Throwable 子类中描述处理，这个时候可以自己设计异常类，用于描述该错误信息。
🐱 自定义异常的步骤：

🐈 1.定义类：自定义异常类名，继承 Exception 或者 RuntimeException；
🐈 2. 如果继承了 Exception，属于编译异常；
🐈 3.如果继承了 RuntimeException，属于运行异常。

4.4.1 自定义异常实例

🐜来看一个需求：

当接收 Person 对象年龄时，要求范围在 18~120 之间，否则抛出自定义异常，并给出提示信息。（要求继承 RuntimeException）

🅰️ 参考代码：

public class Main {    public static void main(String[] args) { Person person = new Person(125);  // 设置年龄125 出现了异常    }}class Person{    private int age;    public Person(int age){ this.age = age; ageException();    }    // 判断异常    public void ageException(){ if(!(age >= 18 && age <= 120)){     throw new AgeException("年龄需要在18 ~ 120之间"); } System.out.println("范围正常");    }}// 自定义异常class AgeException extends RuntimeException{    public AgeException(String message){ super(message);    }}

🍎 结果：

4.5 throw 和 throws 的区别

🐜 区别一览表：

5 编程练习

🍉 题目描述（题目摘自 bilibili 韩顺平 Java 课程 P456）：

编写程序接收两个参数（整数），计算两数相除。要求使用方法 cal(int num1, int num2)。对于数据格式不正确(NumberformatException)、缺少命令行参数(ArrayIndexOutOfBoundsException)、除0进行异常处理(ArithmeticException)。

🐜 参考代码：

public class Main {    public static void main(String[] args) { // 先检验输入参数的个数 try {     if(args.length != 2){  throw new ArrayIndexOutOfBoundsException("参数个数不对");     }     // 把接收到的参数转成整数     int n1 = Integer.parseInt(args[0]);     int n2 = Integer.parseInt(args[1]);     double res = cal(n1, n2);  // 可能算数异常 } catch (ArrayIndexOutOfBoundsException e) {     System.out.println(e.getMessage()); } catch (NumberFormatException e){     System.out.println("参数格式不正确"); } catch (ArithmeticException e) {     System.out.println("算术异常，0不能做除数"); }    }    // 编写方法，计算    public static double cal(int n1, int n2){ return n1/n2;    }}

🐟 输入（配置如下图，注意用空格分隔）：

🍎 结果：

算术异常，0不能做除数

写在最后

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