Java学习指南 - 第六天：异常处理

1. 异常处理简介

异常是程序运行时发生的错误或意外情况。Java提供了异常处理机制，允许程序在发生异常时进行捕获和处理，从而保证程序的健壮性。

2. 异常类型

Java中的异常分为两大类：

• 检查型异常（Checked Exceptions）：必须在编译时处理的异常，如IOException、SQLException等。

• 非检查型异常（Unchecked Exceptions）：运行时异常，通常由程序逻辑错误引起，如NullPointerException、ArrayIndexOutOfBoundsException等。

3. 异常处理机制

Java使用try、catch、finally和throw关键字来处理异常。

3.1 try-catch块

java

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public class Main {
    public static void main(String[] args) {
        try {
            int[] numbers = {1, 2, 3};
            System.out.println(numbers[3]);  // 抛出ArrayIndexOutOfBoundsException
        } catch (ArrayIndexOutOfBoundsException e) {
            System.out.println("Caught an exception: " + e.getMessage());
        }
    }}

3.2 finally块

finally块中的代码无论是否发生异常都会执行，通常用于释放资源。

java

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public class Main {
    public static void main(String[] args) {
        try {
            int[] numbers = {1, 2, 3};
            System.out.println(numbers[3]);  // 抛出ArrayIndexOutOfBoundsException
        } catch (ArrayIndexOutOfBoundsException e) {
            System.out.println("Caught an exception: " + e.getMessage());
        } finally {
            System.out.println("This will always execute.");
        }
    }}

3.3 throw关键字

throw关键字用于手动抛出异常。

java

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public class Main {
    public static void main(String[] args) {
        try {
            checkAge(15);
        } catch (ArithmeticException e) {
            System.out.println("Caught an exception: " + e.getMessage());
        }
    }

    public static void checkAge(int age) {
        if (age < 18) {
            throw new ArithmeticException("Access denied - You must be at least 18 years old.");
        } else {
            System.out.println("Access granted - You are old enough!");
        }
    }}

3.4 throws关键字

throws关键字用于声明方法可能抛出的异常，调用者必须处理这些异常。

java

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import java.io.FileReader;import java.io.IOException;public class Main {
    public static void main(String[] args) {
        try {
            readFile("test.txt");
        } catch (IOException e) {
            System.out.println("Caught an exception: " + e.getMessage());
        }
    }

    public static void readFile(String filename) throws IOException {
        FileReader file = new FileReader(filename);
        // 读取文件内容
        file.close();
    }}

4. 自定义异常

可以通过继承Exception类或RuntimeException类来创建自定义异常。

4.1 自定义检查型异常

java

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public class InvalidAgeException extends Exception {
    public InvalidAgeException(String message) {
        super(message);
    }}public class Main {
    public static void main(String[] args) {
        try {
            checkAge(15);
        } catch (InvalidAgeException e) {
            System.out.println("Caught an exception: " + e.getMessage());
        }
    }

    public static void checkAge(int age) throws InvalidAgeException {
        if (age < 18) {
            throw new InvalidAgeException("Access denied - You must be at least 18 years old.");
        } else {
            System.out.println("Access granted - You are old enough!");
        }
    }}

4.2 自定义非检查型异常

java

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public class InvalidAgeException extends RuntimeException {
    public InvalidAgeException(String message) {
        super(message);
    }}public class Main {
    public static void main(String[] args) {
        checkAge(15);
    }

    public static void checkAge(int age) {
        if (age < 18) {
            throw new InvalidAgeException("Access denied - You must be at least 18 years old.");
        } else {
            System.out.println("Access granted - You are old enough!");
        }
    }}

5. 今日任务

1. 编写一个程序，尝试读取一个不存在的文件，捕获并处理IOException。

2. 创建一个自定义异常类InvalidInputException，并在程序中使用throw关键字抛出该异常。

3. 使用try-catch-finally块处理异常，确保资源被正确释放。

6. 示例代码

java

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import java.io.FileReader;import java.io.IOException;public class Main {
    public static void main(String[] args) {
        try {
            readFile("nonexistent.txt");
        } catch (IOException e) {
            System.out.println("Caught an exception: " + e.getMessage());
        } finally {
            System.out.println("This will always execute.");
        }
    }

    public static void readFile(String filename) throws IOException {
        FileReader file = null;
        try {
            file = new FileReader(filename);
            // 读取文件内容
        } finally {
            if (file != null) {
                file.close();
            }
        }
    }}public class InvalidInputException extends Exception {
    public InvalidInputException(String message) {
        super(message);
    }}public class Main {
    public static void main(String[] args) {
        try {
            validateInput("");
        } catch (InvalidInputException e) {
            System.out.println("Caught an exception: " + e.getMessage());
        }
    }

    public static void validateInput(String input) throws InvalidInputException {
        if (input == null || input.isEmpty()) {
            throw new InvalidInputException("Input cannot be empty.");
        } else {
            System.out.println("Input is valid.");
        }
    }}

7. 总结

今天的内容涵盖了异常处理的基本概念、try-catch-finally块的使用、throw和throws关键字，以及自定义异常的创建。异常处理是编写健壮程序的重要部分，务必熟练掌握。明天我们将深入学习Java集合框架。

提示：多动手编写代码，尝试捕获和处理不同类型的异常，理解异常处理机制的工作原理。

祝你学习愉快！