异常处理

引言：什么是异常？

异常（Exception）是程序在运行过程中发生的错误事件。Java的异常处理机制让我们能够捕获这些错误并做出适当的处理，而不是让程序崩溃。

异常就像生活中的意外情况：

正常流程：出门 → 上班 → 完成工作
异常情况：出门 → 遇到堵车（异常）→ 绕道走 → 继续上班

如果没有异常处理：
出门 → 遇到堵车 → 程序崩溃

有异常处理：
出门 → 遇到堵车（捕获异常）→ 绕道 → 继续上班

异常的分类

常见的运行时异常

• NullPointerException：空指针异常，调用null对象的方法
• ArrayIndexOutOfBoundsException：数组越界
• ArithmeticException：算术异常，如除以0
• ClassCastException：类型转换异常
• IllegalArgumentException：非法参数异常

try-catch-finally

基本语法

try {
    // 可能发生异常的代码
} catch (异常类型1 变量名) {
    // 处理异常类型1
} catch (异常类型2 变量名) {
    // 处理异常类型2
} finally {
    // 无论是否发生异常都会执行的代码
}

示例：捕获除零异常

public class ExceptionDemo {
    public static void main(String[] args) {
        int[] numbers = {10, 20, 30};
        int index = 3;

        try {
            System.out.println("尝试访问数组...");
            int result = numbers[index] / 0;
            System.out.println("不会执行到这里");
        } catch (ArrayIndexOutOfBoundsException e) {
            System.out.println("捕获到数组越界异常: " + e.getMessage());
        } catch (ArithmeticException e) {
            System.out.println("捕获到算术异常: " + e.getMessage());
        } finally {
            System.out.println("finally代码块总是执行");
        }

        System.out.println("程序继续执行...");
    }
}

catch的顺序

异常捕获必须从小到大（子类在前，父类在后）：

try {
    // 可能发生多种异常的代码
} catch (NullPointerException e) {
    // 先捕获具体的异常
} catch (Exception e) {
    // 再捕获更通用的异常
}

printStackTrace() vs getMessage()

try {
    String str = null;
    System.out.println(str.length());  // 触发NullPointerException
} catch (NullPointerException e) {
    // 打印完整的异常堆栈信息（包含方法调用路径）
    e.printStackTrace();

    // 仅打印异常信息
    System.out.println("异常信息: " + e.getMessage());

    // 获取异常类型名称
    System.out.println("异常类型: " + e.getClass().getName());
}

throw与throws

throw - 抛出异常

throw用于在代码中主动抛出异常。

public class ThrowDemo {
    public static void main(String[] args) {
        int age = -5;

        if (age < 0) {
            // 主动抛出异常
            throw new IllegalArgumentException("年龄不能为负数: " + age);
        }

        System.out.println("年龄: " + age);
    }
}

throws - 声明异常

throws用于在方法声明时声明可能抛出的异常。

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

public class ThrowsDemo {

    // 声明此方法可能抛出IOException
    public static void readFile() throws IOException {
        FileReader reader = new FileReader("test.txt");
        reader.read();
        reader.close();
    }

    public static void main(String[] args) {
        try {
            readFile();
        } catch (IOException e) {
            System.out.println("文件读取失败: " + e.getMessage());
        }
    }
}

自定义异常

创建自定义异常

public class AgeException extends Exception {
    public AgeException() {
        super();
    }

    public AgeException(String message) {
        super(message);
    }
}

使用自定义异常

public class Person {
    private int age;

    public void setAge(int age) throws AgeException {
        if (age < 0 || age > 150) {
            throw new AgeException("年龄不合法: " + age);
        }
        this.age = age;
    }

    public int getAge() {
        return age;
    }
}

// 使用
Person person = new Person();
try {
    person.setAge(-5);
} catch (AgeException e) {
    System.out.println("捕获自定义异常: " + e.getMessage());
}

异常链

异常链允许我们保存原始异常的信息，同时添加新的上下文。

try {
    // 原始操作，可能抛出异常
    int[] arr = {1, 2, 3};
    int result = arr[10];
} catch (ArrayIndexOutOfBoundsException e) {
    // 包装成新的异常，保留原始异常
    throw new RuntimeException("获取数据失败", e);
}

最佳实践

小结