java語(yǔ)言程序設(shè)計(jì)第6章.ppt

第6章 常見(jiàn)錯(cuò)誤和異常處理,本章主要介紹編程中常見(jiàn)的錯(cuò)誤，以及在程序運(yùn)行過(guò)程中出現(xiàn)錯(cuò)誤或者異常現(xiàn)象時(shí)，Java語(yǔ)言的處理機(jī)制和方法，包括異常的概念、異常的處理方法等內(nèi)容。 本章要點(diǎn) 6.1 常見(jiàn)錯(cuò)誤 6.2 異常處理 思考與練習(xí)6,第6章 常見(jiàn)錯(cuò)誤和異常處理,6.2.1 什么是異常處理 異常指的是程序運(yùn)行時(shí)出現(xiàn)的非正常情況，又稱(chēng)為差錯(cuò)、違例等。在上一節(jié)中介紹的運(yùn)行錯(cuò)誤就是異常的主要現(xiàn)象。當(dāng)異?，F(xiàn)象發(fā)生時(shí)，會(huì)造成程序運(yùn)行中斷、系統(tǒng)死機(jī)等問(wèn)題。Java程序可以用特定語(yǔ)句來(lái)處理異常并繼續(xù)程序執(zhí)行，而不讓程序中斷。Java語(yǔ)言提供一個(gè)異常處理類(lèi)Exception類(lèi)，專(zhuān)門(mén)處理程序執(zhí)行期間的錯(cuò)誤。每當(dāng)Java程序運(yùn)行過(guò)程中發(fā)生一個(gè)可識(shí)別的運(yùn)行錯(cuò)誤時(shí)，即該錯(cuò)誤有一個(gè)異常類(lèi)與之相對(duì)應(yīng)時(shí)，系統(tǒng)都會(huì)產(chǎn)生一個(gè)相應(yīng)的該異常類(lèi)的對(duì)象，即產(chǎn)生一個(gè)異常。Java語(yǔ)言異常處理機(jī)制有以下一些優(yōu)點(diǎn)： （1）Java語(yǔ)言通過(guò)面向?qū)ο蟮姆椒ㄟM(jìn)行異常處理，把各種不同的異常事件進(jìn)行分類(lèi)，體現(xiàn)了良好的層次性，提供了良好的接口，這種機(jī)制對(duì)于具有動(dòng)態(tài)運(yùn)行特性的復(fù)雜程序提供了強(qiáng)有力的控制方式。 （2）Java語(yǔ)言的異常處理機(jī)制使得處理異常的內(nèi)容和程序本身內(nèi)容分開(kāi)，降低了程序的復(fù)雜性，增強(qiáng)了程序的可讀性。 （3）由于把異常事件當(dāng)成對(duì)象來(lái)處理，利用類(lèi)的層次性可以把多個(gè)具有相同父類(lèi)的異常統(tǒng)一處理，也可區(qū)分不同的異常分別處理，使用非常靈活。,第6章 常見(jiàn)錯(cuò)誤和異常處理,6.2.2 Exception類(lèi) Java語(yǔ)言的異常類(lèi)是處理運(yùn)行時(shí)錯(cuò)誤的特殊類(lèi)，每一種異常類(lèi)對(duì)應(yīng)一種特定的運(yùn)行錯(cuò)誤。所有的Java異常類(lèi)都是系統(tǒng)類(lèi)庫(kù)中的Exception類(lèi)的子類(lèi) 。 Exception類(lèi)有若干子類(lèi)，每一個(gè)子類(lèi)代表了一種特定的運(yùn)行時(shí)錯(cuò)誤。這些子類(lèi)有些是系統(tǒng)事先定義好并包含在Java類(lèi)庫(kù)中的，稱(chēng)為系統(tǒng)定義的運(yùn)行異常。 系統(tǒng)定義的運(yùn)行異常通常對(duì)應(yīng)著系統(tǒng)運(yùn)行錯(cuò)誤。由于這種錯(cuò)誤可能導(dǎo)致操作系統(tǒng)錯(cuò)誤甚至是整個(gè)系統(tǒng)的癱瘓，所以需要定義異常類(lèi)來(lái)特別處理。 常見(jiàn)的系統(tǒng)定義異常如下： （1）ArithmeticException：數(shù)學(xué)錯(cuò)誤。 （2）ArrayIndexOutOfBoundsException：數(shù)組下標(biāo)越界使用。 （3）ClassNotFoundException：未找到欲使用的類(lèi)。 （4）FileNotFoundException：未找到指定的文件或目錄。,第6章 常見(jiàn)錯(cuò)誤和異常處理,6.2.2 Exception類(lèi) （5）InterruptedException：線(xiàn)程在睡眠、等待或其他原因暫停時(shí)被其他線(xiàn)程打斷。 （6）IOException：輸入、輸出錯(cuò)誤。 （7）MalformedURLException：URL格式錯(cuò)誤。 （8）NullPointerException：引用空的尚無(wú)內(nèi)存空間的對(duì)象。 （9）SecurityException：安全性錯(cuò)誤，如Applet欲讀寫(xiě)文件。 （10）UnknownHostException：無(wú)法確定主機(jī)的IP地址。 系統(tǒng)定義的異常主要用來(lái)處理系統(tǒng)可以預(yù)見(jiàn)的較常見(jiàn)的運(yùn)行錯(cuò)誤，對(duì)于某個(gè)應(yīng)用程序所特有的運(yùn)行錯(cuò)誤，則需要編程者根據(jù)程序的特殊邏輯在應(yīng)用程序中自行創(chuàng)建自定義的異常類(lèi)和異常對(duì)象。這種用戶(hù)自定義異常主要用來(lái)處理用戶(hù)程序中特定的邏輯運(yùn)行錯(cuò)誤。,第6章 常見(jiàn)錯(cuò)誤和異常處理,6.2.3 異常處理的過(guò)程 在Java語(yǔ)言中，異常處理最常用的是try-catch-finally語(yǔ)句結(jié)構(gòu)，以及throw和throws關(guān)鍵字。下面我們將一一進(jìn)行介紹。 1try-catch-finally 通過(guò)使用try-catch-finally語(yǔ)句來(lái)捕獲一個(gè)或多個(gè)異常，基本格式為： try 語(yǔ)句體 catch（ 異常錯(cuò)誤類(lèi)型 變量名 ） 語(yǔ)句體 finally 語(yǔ)句體 ,第6章 常見(jiàn)錯(cuò)誤和異常處理,6.2.3 異常處理的過(guò)程 其中，catch語(yǔ)句可以有一個(gè)或多個(gè)，而finally語(yǔ)句可以沒(méi)有，但是，至少要有一個(gè)catch語(yǔ)句或finally語(yǔ)句。 try語(yǔ)句中的語(yǔ)句體是程序中有可能會(huì)產(chǎn)生一個(gè)或多個(gè)異常的語(yǔ)句。 catch語(yǔ)句的參數(shù)類(lèi)似于方法的參數(shù)，其包括一個(gè)異常類(lèi)型和一個(gè)異常對(duì)象。異常類(lèi)型必須為Exception類(lèi)的子類(lèi)，它指明了catch語(yǔ)句所處理的異常類(lèi)型。在程序運(yùn)行時(shí)，當(dāng)try語(yǔ)句體中產(chǎn)生異常時(shí)，系統(tǒng)會(huì)通過(guò)catch語(yǔ)句捕獲這個(gè)異常，然后執(zhí)行catch語(yǔ)句中的語(yǔ)句體對(duì)該異常進(jìn)行處理。 catch語(yǔ)句可以有多個(gè)，分別處理不同類(lèi)的異常。Java運(yùn)行時(shí)系統(tǒng)從上到下分別對(duì)每個(gè)catch語(yǔ)句處理的異常類(lèi)型進(jìn)行檢測(cè)，直到找到類(lèi)型相匹配的catch語(yǔ)句為止。這里，類(lèi)型匹配指catch所處理的異常類(lèi)型與生成的異常對(duì)象的類(lèi)型完全一致或者是它的父類(lèi)。因此，catch語(yǔ)句的排列順序應(yīng)該是從特殊到一般。,第6章 常見(jiàn)錯(cuò)誤和異常處理,6.2.3 異常處理的過(guò)程 也可以用一個(gè)catch語(yǔ)句處理多個(gè)異常類(lèi)型，這時(shí)它的異常類(lèi)型參數(shù)應(yīng)該是這多個(gè)異常類(lèi)型的父類(lèi)，程序設(shè)計(jì)中要根據(jù)具體的情況來(lái)選擇catch語(yǔ)句的異常處理類(lèi)型。 在捕捉異常時(shí)，還可以使用finally語(yǔ)句。在try-catch之后接上finally語(yǔ)句，表示執(zhí)行try-catch描述后，無(wú)論有無(wú)異常，最后必須執(zhí)行finally語(yǔ)句中的語(yǔ)句體。,第6章 常見(jiàn)錯(cuò)誤和異常處理,6.2.3 異常處理的過(guò)程 2關(guān)鍵字throws和throw 在有些情況下，程序并不需要使用try-catch-finally處理它所生成的異常，而是由調(diào)用它的方法來(lái)處理這些異常，這時(shí)就要用到throws子句，它包含在方法的聲明中。其格式如下： 返回類(lèi)型 方法名( 參數(shù) ) throws 異常類(lèi)名 語(yǔ)句體 其中，異常類(lèi)名可以是多個(gè)，但需要用逗號(hào)隔開(kāi)。,第6章 常見(jiàn)錯(cuò)誤和異常處理,6.2.3 異常處理的過(guò)程 2關(guān)鍵字throws和throw 一般這種拋出異常的語(yǔ)句應(yīng)該被定義為在滿(mǎn)足一定條件時(shí)執(zhí)行，例如：把throw語(yǔ)句放在if語(yǔ)句的判斷分支中，只有當(dāng)if條件得到滿(mǎn)足，即用戶(hù)定義的邏輯錯(cuò)誤發(fā)生時(shí)才執(zhí)行。 含有throw語(yǔ)句的方法，應(yīng)該在方法頭定義中增加如下部分： throws 異常類(lèi)名 這樣做主要是為了通知所有欲調(diào)用此方法的方法。由于該方法包含throw語(yǔ)句，所以要準(zhǔn)備接受和處理它在運(yùn)行過(guò)程中可能會(huì)拋出的異常。如果方法中的throw語(yǔ)句不止一個(gè)，定義方法時(shí)的異常類(lèi)名也不止一個(gè)，應(yīng)該包含所有可能產(chǎn)生的異常。,第6章 常見(jiàn)錯(cuò)誤和異常處理,6.2.4 多異常的處理 catch語(yǔ)句用來(lái)接收try語(yǔ)句體中可能產(chǎn)生的異常，一個(gè)catch語(yǔ)句通常會(huì)用同種方式來(lái)處理它所接收到的所有異常，但是實(shí)際上一個(gè)try語(yǔ)句體可能產(chǎn)生多種不同的異常，如果希望能采取不同的方法來(lái)處理這些異常，就需要使用多異常處理機(jī)制。 多異常處理是通過(guò)在一個(gè)try語(yǔ)句后面定義若干個(gè)catch語(yǔ)句來(lái)實(shí)現(xiàn)的，每個(gè)catch語(yǔ)句體用來(lái)接收和處理一種特定的異常對(duì)象。 當(dāng)try語(yǔ)句體拋出一個(gè)異常時(shí)，程序的流程首先轉(zhuǎn)向第一個(gè)catch語(yǔ)句，并審查當(dāng)前異常對(duì)象可否為這個(gè)catch語(yǔ)句所接收。能接收是指異常對(duì)象與catch的參數(shù)類(lèi)型相匹配，也就是說(shuō)，異常對(duì)象與參數(shù)屬于相同的異常類(lèi)、異常對(duì)象屬于參數(shù)異常類(lèi)的子類(lèi)或者異常對(duì)象實(shí)現(xiàn)了參數(shù)所定義的接口。 如果try語(yǔ)句體產(chǎn)生的異常對(duì)象被第一個(gè)catch語(yǔ)句所接收，則程序的流程將直接跳轉(zhuǎn)到這個(gè)catch語(yǔ)句的語(yǔ)句體中，語(yǔ)句體執(zhí)行完畢后就退出當(dāng)前方法，try語(yǔ)句體中尚未執(zhí)行的語(yǔ)句和其他的catch語(yǔ)句將被忽略。,第6章 常見(jiàn)錯(cuò)誤和異常處理,6.2.4 多異常的處理 如果所有的catch語(yǔ)句都不能與當(dāng)前的異常對(duì)象匹配，則說(shuō)明當(dāng)前方法不能處理這個(gè)異常對(duì)象，程序流程將返回到調(diào)用該方法的上層方法。如果這個(gè)上層方法中定義了與所產(chǎn)生的異常對(duì)象相匹配的catch語(yǔ)句，流程就跳轉(zhuǎn)到這個(gè)catch語(yǔ)句中，否則將繼續(xù)回溯更上層的方法。 如果所有的方法中都找不到合適的catch語(yǔ)句，則由Java運(yùn)行系統(tǒng)來(lái)處理這個(gè)異常對(duì)象。此時(shí)通常會(huì)中止程序的執(zhí)行，退出虛擬機(jī)返回操作系統(tǒng)，并在標(biāo)準(zhǔn)輸出上打印相關(guān)的異常信息。 如果try語(yǔ)句體中所有語(yǔ)句的執(zhí)行都沒(méi)有引發(fā)異常，則所有的catch語(yǔ)句體都會(huì)被忽略而不予執(zhí)行。 catch語(yǔ)句體中的語(yǔ)句應(yīng)根據(jù)異常的不同而執(zhí)行不同的操作，比較通用的操作是打印異常和錯(cuò)誤的相關(guān)信息，包括異常名稱(chēng)、產(chǎn)生異常的方法名等。 由于異常對(duì)象與catch語(yǔ)句的匹配是按照catch語(yǔ)句的先后排列順序進(jìn)行的，所以在處理多異常時(shí)應(yīng)注意認(rèn)真設(shè)計(jì)各catch語(yǔ)句的排列順序。一般來(lái)說(shuō)，將處理較具體和較常見(jiàn)的異常的catch語(yǔ)句應(yīng)放在前面，而可以與多種異常相匹配的catch語(yǔ)句應(yīng)放在較后的位置。此外，不能將子類(lèi)異常的catch語(yǔ)句放在父類(lèi)的后面，否則在編譯時(shí)會(huì)產(chǎn)生錯(cuò)誤。,第6章 常見(jiàn)錯(cuò)誤和異常處理,6.2.5 自定義異常處理 Java類(lèi)庫(kù)中定義的異常主要用來(lái)處理系統(tǒng)可以預(yù)見(jiàn)的比較常見(jiàn)的運(yùn)行錯(cuò)誤。如果某個(gè)應(yīng)用程序有特殊的要求，則可能出現(xiàn)系統(tǒng)不能識(shí)別的運(yùn)行錯(cuò)誤，這時(shí)就需要用戶(hù)自己創(chuàng)建異常和異常類(lèi)，使系統(tǒng)能夠識(shí)別這種錯(cuò)誤并進(jìn)行處理，增強(qiáng)用戶(hù)程序的健壯性和容錯(cuò)性，從而使系統(tǒng)更加穩(wěn)定。 用戶(hù)自定義的異常類(lèi)一般都是Exception類(lèi)的直接或間接子類(lèi)。 創(chuàng)建自定義異常的基本步驟如下。 （1）定義一個(gè)新的異常類(lèi)，其必須繼承Exception類(lèi)、Exception類(lèi)的子類(lèi)或用戶(hù)自定義的其他異常類(lèi)。定義的格式如下： class 自定義異常類(lèi)名 extends 父異常類(lèi)名 語(yǔ)句體 ,第6章 常見(jiàn)錯(cuò)誤和異常處理,6.2.5 自定義異常處理 （2）為新的異常類(lèi)定義屬性和方法，或重載父類(lèi)的屬性和方法，使之能夠體現(xiàn)出程序中出現(xiàn)這種異常的信息。 例如： public class NumberRangeException extends Exception public NumberRangeException() super(); public NumberRangeException( String s ) super( s ); ,第6章 常見(jiàn)錯(cuò)誤和異常處理,6.2.5 自定義異常處理 上面的程序定義了一個(gè)名為NumberRangeException的異常類(lèi)，它是Exception類(lèi)的子類(lèi)。該類(lèi)具有兩個(gè)構(gòu)造方法，第一個(gè)構(gòu)造方法使用super();語(yǔ)句直接調(diào)用父類(lèi)的沒(méi)有參數(shù)的構(gòu)造方法，第二個(gè)構(gòu)造方法使用super( s );語(yǔ)句直接調(diào)用父類(lèi)參數(shù)為字符串類(lèi)型的構(gòu)造方法。 當(dāng)然，我們也可以自己編寫(xiě)構(gòu)造方法的具體內(nèi)容，以便完成更復(fù)雜的操作。 （3）拋出用戶(hù)自定義的異常。用戶(hù)自定義異常不可能依靠系統(tǒng)自動(dòng)拋出，而必須通過(guò)throw語(yǔ)句拋出異常，通常是通過(guò)條件判斷確定是否拋出這個(gè)異常類(lèi)的新對(duì)象。 拋出用戶(hù)自定義異常格式如下： 返回類(lèi)型 方法名( 參數(shù)1, 參數(shù)2, ) throw 自定義異常類(lèi) if( 條件判斷 ) throw ( new 自定義異常類(lèi)名( this ) ); ,第6章 常見(jiàn)錯(cuò)誤和異常處理,6.2.5 自定義異常處理 上面的程序定義了一個(gè)名為NumberRangeException的異常類(lèi)，它是Exception類(lèi)的子類(lèi)。該類(lèi)具有兩個(gè)構(gòu)造方法，第一個(gè)構(gòu)造方法使用super();語(yǔ)句直接調(diào)用父類(lèi)的沒(méi)有參數(shù)的構(gòu)造方法，第