Java程序设计项目式教程 课件 单元5 异常处理

§5-1程序运行异常Java语言程序设计教学目标任务分析在学生信息管理系统中，学生信息主要包含学号、姓名、性别、年龄、qq号等信息，程序执行时，用户通过控制台依次录入各项信息，当用户录入合法数据时程序可正常运行并得到预期结果；但如果用户因为误操作或输入非法数据时，则程序会引起意外终止。为此，我们在程序设计中应该如何避免这些意外的发生呢？教学内容1异常类异常23异常处理特点异常处理机制4一、异常但是，......！一路畅通堵车！撞车！正常情况下，大牛每日开车去上班，耗时大约30分钟一、异常异常是指在程序的执行过程中所发生的不正常的事件，会中断正在运行的程序异常程序运行程序中断运行一、异常程序中的错误分类编译错误、逻辑错误和运行错误。编译错误是因为程序存在语法问题，未能通过编译而产生的，由编译系统负责检测和报告，没有编译错误是一个程序运行的基本条件；逻辑错误是指程序不能按照预期的方案执行，它是机器本身无法检测的，需要人工对运行结果及程序逻辑进行分析，从中找出错误的原因；运行错误是程序运行过程中产生的错误，这类错误可能来自程序员没有预料到的各种情况，或者超出程序员控制的各种因素。如被零除、数组下标越界、不能打开指定的文件等，这类错误称为异常（Exception）也叫例外。二、异常类

Java中所有异常都是用类表示的。当程序发生异常时，会生成某个异常类的对象。Throwable是java.lang包中一个专门用来处理异常的类，它有两个直接子类：Error和Exception。二、异常类Error类Error类的异常为内部错误，包括动态链接失败、线程死锁、图形界面错误、虚拟机错误等，通常Java程序不能捕获这类异常，也不会抛弃这种异常。常见的错误类有：AnnotationFormatError、AssertionError、AWTError、LinkageError、CoderMalfunctionError、FactoryConfigurationError、ThreadDeath,VirtualMachineError、TransformerFactoryConfigurationError等。Exception类Exception处理用户程序应当捕获的异常情况，Java异常处理就是Exception的处理。二、异常类Exception又分为运行时异常和非运行时异常。“运行时异常”：是程序运行阶段才可能出现的异常，如果编码阶段不进行处理，不影响程序的编译。运行时异常包含所有运行时异常子类，如被零除、数组下标越界、空指针异常等，“非运行时异常”：如I/O异常等，SQL异常等。“非运行时异常”在编码阶段必须进行处理，如果不进行处理，则会导致编译出错。二、异常类异常类说明Exception异常层次结构的根类RuntimeException许多运行时异常的基类ArithmeticException算术错误，如以零作除数IllegalArgumentException方法接收到非法参数ArrayIndexOutOfBoundException数组大小小于或大于实际的数组大小NullPointerException尝试访问null对象的成员或方法NumberFormatException数字转化格式异常，比如字符串到int型数字的转换无效InputMismatchException输入不匹配异常IOExceptionI/O异常的根类FileNotFoundException找不到文件EOFException文件结束InterruptedException线程中断ClassNotFoundException不能加载所需的类常见的异常及其作用如表所示三、异常处理机制Java异常处理机制就是在程序代码执行过程中出现异常后，会按照我们预先制定的处理方法对异常进行处理，异常处理完成后，程序会继续运行下去。程序中预先制定的处理方法对异常进行处理产生异常！程序正常运行处理完毕，程序继续运行对异常进行处理三、异常处理机制Java语言提供两种处理异常的机制：捕获异常和声明抛弃异常1.捕获异常：在Java程序出现异常时，将会沿着方法的调用栈逐层回溯，寻找处理这一异常的代码。找到能够处理这种类型异常的方法后，运行时系统把当前异常对象交给这个方法进行处理，这一过程称为捕获(catch)异常。这是一种积极的异常处理机制。如果Java运行时系统找不到可以捕获异常的方法，则运行时系统将终止，相应的Java程序也将退出。三、异常处理机制2.声明抛弃异常：当Java程序出现异常时，如果一个方法并不知道如何处理所出现的异常，则可在方法声明时，声明抛弃（throws）异常，这是一种消极的异常处理机制。四、异常处理机制特点Java通过面向对象的方法进行异常处理，把各种不同的异常事件进行分类，体现了良好的层次性，提供了良好的接口，这种机制对于具有动态特性的复杂程序提供了强有力的控制方式。Java的异常处理机制使得处理异常的代码和常规代码分开，大大减少了代码量，增加了程序的可读性。任务实施同学们自己动手完成本节任务：在学生信息管理系统完成信息录入的代码测试输入合法数据，程序运行结果测试输入非法数据，程序是否崩溃定义一个字符串，键盘录入其信息，查看该字符串长度，输出该字符串中的最后一个字符，并将该字符串转为整数。最后尝试访问该字符串下标为length位置上的字符，查看是否可以正常访问。按“工单5-1”要求完成任务同步训练§5-2异常处理Java语言程序设计教学目标任务分析前面我们在录入学生信息时发现，用户如果不能录入正常信息会导致程序崩溃，我们无法保证用户每次都能按正确格式录入，但我们可以通过对用户可能会出现的问题提前进行处理，以保证程序不崩溃。教学内容1声明异常捕获异常2throw抛出异常3一、捕获异常捕获异常的try-catch-finally语句的其语法格式为：try{//可能会引发异常的代码}catch(ExceptionType1e){//对ExceptionType1的处理}catch(ExceptionType2e){//对ExceptionType2的处理}......finally{//该结构并非必须，但如果有，则否发生了异常，finally语句都会执行......//}捕获异常的第一步是用try{…}选定捕获异常的范围，由try所限定的代码块中的语句在执行过程中可能会生成异常对象并抛弃。一、捕获异常1.try每个try代码块可以伴随一个或多个catch语句，用于处理try代码块中所生成的异常事件。catch语句只需要一个形式参数来指明它所能够捕获的异常类型，这个类必须是Throwable的子类，运行时系统通过参数值把被抛弃的异常对象传递给catch块。①如果try中代码没有出现异常，则不会进入catch块。②如果出现异常对象，则会依次与catch块中的异常类型进行验证，是否是属于该类型的异常，如果是，则进入该catch块，后续catch块不再继续验证，即不会再执行后续catch块。如何出现的异常对象不属于所有catch块中的异常，则无法捕获该异常，该异常依然会导致程序崩溃，所以为防止此种情况可以在最后的catch块设置捕获的异常类型为Exception类型。一、捕获异常2.catch捕获异常的最后一步是通过finally语句为异常处理提供一个统一的出口，使得在控制流转到程序的其它部分以前，能够对程序的状态做统一的管理。一般是用来关闭文件或释放其他的系统资源。虽然finally作为try-catch-finally结构的一部分，但在程序中是可选的，也就是说可以没有finally语句。如果存在finally语句，不论try块中是否发生了异常，是否执行过catch语句，都要执行finally语句。一、捕获异常3.finally示例代码当数组下标超界时，捕获异常publicstaticvoidmain(Stringargs[]){ Stringstr[]={"北京","山东","上海"}; inti=0; while(i<4){ try{ System.out.println(str[i]); }catch(ArrayIndexOutOfBoundsExceptione){ System.out.println("数组下标越界"); }finally{ System.out.println("这行信息总是会打印，无论是否出现异常"); } i++; }}二、声明异常

当Java程序运行时系统得到一个异常对象时，如果一个方法并不知道如何处理所出现的异常，则可在方法声明时，声明抛弃（throws）异常。如果方法中有可能抛出多个异常，异常列表中要一一列出，各异常之间用逗号隔开。语法如下：修饰符返回类型方法名（参数列表）throws异常列表{方法体；}如：publicvoidmyMethod()throwsIOException{……}说明：通过使用throws声明异常的方法，该方法自己不处理本方法中产生的异常，而是由调用它的方法来处理这些异常。三、throw抛出异常

除程序编译或运行阶段系统自动抛出异常外，用户还可以根据实际需求手动通过throw关键字抛出异常。其一般格式为：thrownewXxxException();或

XxxException()ex=newXxxException();throwex;

如果手动抛出的为非运行时异常，则throw所在方法必须是通过throws关键字声明了异常的方法，或使用try-catch对该非运行时异常进行处理。四、自定义异常

尽管Java提供了相当多的异常类，但Exception提供的系统异常并不一定总能捕获程序中发生的所有错误。当用户遇到了系统预定义的异常类不能描述的问题时，还需要创建用户自定义的异常，比如在银行系统中存钱的数据如果小于0即为一种异常现象。

用户定义的异常必须继承自Throwable、Exception类或Exception的其他子类。语法：publicclass类名extends异常类名{//类体}

自定义的异常必须由用户自己抛出throw，格式为：thrownew自定义异常类名（）示例代码自定义存款异常类BalanceException继承继承自

ExceptionpublicclassBalanceExceptionextendsException{ publicBalanceException(){} publicBalanceException(Stringmessage){//带参构造方法，指定异常消息 super(message); }

}示例代码//定义银行类Bank,该类具有存款方法publicclassBank{ //存款方法，判断存款金额如果为负数，则声明抛出BalanceException publicstaticvoiddeposit(intbalance)throwsBalanceException{ if(balance<0){ //创建自定义异常对象 BalanceExceptionbalanceException=newBalanceException("存款不能为负数"); //抛出异常

throwbalanceException; }else{ System.out.println("存款成功"); } }示例代码

//在main方法调用存款方法 publicstaticvoidmain(String[]args){ intbalance; Scannersc=newScanner(System.in); System.out.println("请输入存款金额："); balance=sc.nextInt(); //使用try-catch处理BalanceException try{ deposit(balance); }catch(Exceptione){ e.printStackTrace(); } }}

测试输入金额为正数和负数shi任务实施使用try-catch-finally解决因