二十二.java程序错误类型及异常处理

二十二.java程序错误类型及异常处理一、程序的错误类型在程序设计中，无论规模是大是小，错误总是难免的。程序的设计很少有能够一次完成，没有错误的（不是指HelloWorld这样的程序，而是要实现一定的功能，具备一定实用价值的程序），在编程的过程中由于种种原因，总会出现这样或那样的错误，这些程序的错误就是我们常说的“Bug”，而检测并修正这些错误的方法就是“Debug”（调试）。基本上所有的集成开发环境都提供了强大的和程序调试功能，在程序进行编译，连接，运行时，会对程序中错误进行诊断。程序的错误可以抽象分为三类：语法错误、运行错误和逻辑错误。1、语法错误是指由于编程中输入不符合语法规则而产生的。程序编译就通不过，程序不能运行起来。此类错误最简单，调试起来比较容易例如：表达式不完整、缺少必要的标点符号、关键字输入错误、数据类型不匹配、循环语句或选择语句的关键字不匹配等。通常，编译器对程序进行编译的过程中，会把检测到的语法错误以提示的方式列举出来，又称为编译错误。语法错误的调试，则可以由集成开发环境提供的调试功能来实现，在程序进行编译时，编译器会对程序中的语法错误进行诊断。编译诊断的语法错误分为3中：致命错误、错误和警告。（1）致命错误：这个错误大多是编译程序内部发生的错误，发生这类错误时，编译被迫中止，只能重新启动编译程序，但是这类错误很少发生，为了安全，编译前最好还是先保存程序。（2）错误：这个错误通常是在编译时，语法不当所引起的。例如：括号不匹配，变量未声明等。产生这类错误时，编译程序会出现报错提示，我们根据提示对源程序进行修改即可。这类错误是出现最多的。（3）警告：是指被编译程序怀疑有错，但是不确定，有时可强行通过。例如：没有加void声明的主函数没有返回值，double数据被转换为float类型等。这些警告中有些会导致错误，有些可以通过。常规解决方法：此类错误一般程序编译系统会自动提示相应的错误地点和错误原因，比如哪一行代码少了个括号等诸如此类的提示，常见的错误，看懂直接改正即可，如果是看不懂原因，可以将错误提示信息输入搜索引擎查找一下，一般都能找到具体的解决办法。或者有些编程平台会本身提供一个本地或者在线的信息库，提供详细的错误原因和解决办法，比如微软的.NET开发平台。2、运行错误指程序在运行过程中出现的错误。程序通过语法错误检测，但是运行的时候出现错误，导致程序被迫终止，此类错误有特定的发生条件，因此能够准确的定位错误代码段，因而调试也比较方便。例如：除法运算时除数为0、数组下标越界、文件打不开、磁盘空间不够、数据库连接错误等。此类错误发生时，编译平台一般也会提示相应的信息，对于常规的错误会有比较精确地提示，但有时提示的错误原因会比较模糊，但因为此类错误一般在程序运行时，只在特定的条件下才会发生，所以根据错误发生的条件，能够大致判断程序出错的代码段，结合错误的原因，也能比较方便的调试出错误。3、逻辑错误程序运行后，没有得到设计者预期的结果，这就说明程序存在逻辑错误。这种错误在语法上是有效的，但是在逻辑上是错误的。程序运行了，也没有出错，但是执行出来的结果不是用户想要的，分为两种情况：A、能够看出错误：比如查询工资大于5000的人员名单，却出现了3000的；B、看不出错误，直到因缘际会发现程序肯定出错了，后果很严重：比如进行一个符合大型运算，把某个常数输入错了，最后的结果人工无法判断对错，又以该结果进行其它的运算等等，最后发现错了误差过大，就得从头排查错误。例如:使用了不正确的变量，指令的次序错误，循环的条件不正确，程序设计的算法考虑不周全等。通常，逻辑错误也会附带产生运行错误。在一般情况下，编译器在编译程序时，不能检测到程序中的逻辑错误，也不会产生逻辑错误的提示，因此逻辑错误比较难排除，需要程序员仔细的分析程序，并借助集成开发环境提供的调试工具，才能找到出错的原因，并排除错误。二、java的异常处理（错误处理）程序的错误就是通常的异常，也叫Exception。对于语法错误，java编译系统在编就能发现检查出错误。对于逻辑错误，编译系统是无法发现错误的，错误需要人为去发现排除错误。对于运行错误，Java语言中代表异常时，使用一个专门的类来代表一种特定的异常情况，在系统中传递的异常情况就是该类的对象，所有代表异常的类组成的体系就是Java语言中的异常类体系。1、java异常类Java的异常是一个对象,所有的异常都直接或间接地继承Throwable类。Throwable类的继承层次结构如下:为了方便对于这些可传递对象的管理，JavaAPI中专门设计了java.lang.Throwable类，只有该类子类的对象才可以在系统的异常传递体系中进行。该类的两个子类分别是：1）Error类该类代表错误，指程序无法恢复的异常情况。对于所有错误类型以及其子类，都不要求程序进行处理。常见的Error类例如内存溢出StackOverflowError等。2）Exception类该类代表异常，指程序有可能恢复的异常情况。该类就是整个Java语言异常类体系中的父类。使用该类，可以代表所有异常的情况。在JavaAPI中，声明了几百个Exception的子类分别来代表各种各样的常见异常情况，这些类根据需要代表的情况位于不同的包中，这些类的类名均以Exception作为类名的后缀。如果遇到的异常情况，JavaAPI中没有对应的异常类进行代表，也可以声明新的异常类来代表特定的情况。在这些异常类中，根据是否是程序自身导致的异常，将所有的异常类分为两种：a)RuntimeException及其所有子类该类异常属于程序运行时异常，也就是由于程序自身的问题导致产生的异常，例如数组下标越界异常ArrayIndexOutOfBoundsException等。该类异常在语法上不强制程序员必须处理，即使不处理这样的异常也不会出现语法错误。b)其它Exception子类该类异常属于程序外部的问题引起的异常，也就是由于程序运行时某些外部问题导致产生的异常，例如文件不存在异常FileNotFoundException等。该类异常在语法上强制程序员必须进行处理，如果不进行处理则会出现语法错误。熟悉异常类的分类，将有助于后续语法中的处理，也使得在使用异常类时可以选择恰当的异常类类型。2、常见的error类异常类名用途LinkageError动态链接失败VirtualMachineError虚拟机错误AWTErrorAWT错误3、常见运行时异常类异常类名用途ArithmeticException数学运算异常，比如除数为零的异常IndexOutOfBoundsException下标越界异常，比如集合、数组等ArrayIndexOutOfBoundsException访问数组元素的下标越界异常StringIndexOutOfBoundsException字符串下标越界异常ClassCaseException类强制转换异常NullpointerException当程序试图访问一个空数组中的元素，或访问一个空对象中的方法或变量时产生的异常。4、常用的非运行时异常异常类名用途ClassNotFoundException指定类或接口不存在的异常IllegalAccessException非法访问异常Ioexception输入输出异常FileNotFoundException找不到指定文件的异常ProtocolException网络协议异常SocketExceptionSocket操作异常MalformedURLException统一资源定位符（URL）的格式不正确的异常5、Java的异常处理机制描述如下：在一个方法的运行过程中，如果发生了异常，则这个方法（或者是Java虚拟机）生成一个代表该异常的对象（它包含了异常的详细信息），并把它交给运行时系统，运行时系统寻找相应的代码来处理这一异常。我们把生成异常对象并把它提交给运行时系统的过程称为抛出(throw)一个异常。运行时系统寻找相应的代码来处理这一异常，系统在方法的调用栈中查找，从产生异常的方法开始进行回朔，沿着被调用的顺序往前寻找，直到找到包含相应异常处理的方法为止。其过程如图10-1所示。这一过程称为捕获(catch)一个异常。如该异常未进行成功捕获，则程序将终止运行。5、异常捕获和处理格式：try{正常程序段，可能抛出异常；}catch(异常类1异常变量){捕捉异常类1有关的处理程序段；}catch(异常类2异常变量){捕捉异常类2有关的处理程序段；}……finally{一定会运行的程序代码；}ltry块——捕获异常：用于监控可能发生异常的程序代码块是否发生异常，如果发生异常，Try代码块将抛出异常类所产生的对象并立刻结束执行，而转向异常处理catch部分。对于系统产生的异常或程序块中未用try监控所产生的一场，将一律由java编译系统自动将异常对象抛出。lcatch块——处理异常：抛出的异常对象如果属于catch内所定义的异常类，则catch会捕获该异常，并进入catch中的对应代码段继续运行程序，如果异常对象不属于catch中所定义的异常类，则进入finally块继续运行程序。Catch包括两个参数：一个是类名，指出捕获的异常类型，必须使Throwable类的子类；一个是参数名，用来引用被捕获的对象。Catch块所捕获的对象并不需要与它的参数类型精确匹配，它可以捕获参数中指出的异常类的对象及其所有子类的对象lfinally块——最终处理：无论是否发生异常都会执行的语句块。比如执行关闭打开的文件、删除临时文件，关闭数据库连接等操作。注意：l一个try、catch、finally块之间不能插入任何其它代码lcatch可以有多个，try和finally只能有一个ltry后面必须要跟catch、finally其中的一个，即但一个try、catch、finally语句只能省略catch、finally中的一个。定义多个catch可精确地定位java异常。如果为子类的异常定义了特殊的catch块，而父类的异常则放在另外一个catch块中，此时，必须满足以下规则：子类异常的处理块必须在父类异常处理块的前面，否则会发生编译错误。所以，越特殊的异常越在前面处理，越普遍的异常越在后面处理。这类似于制订防火墙的规则次序：较特殊的规则在前，较普通的规则在后。异常类常用方法常用非法用途VoidStringgetMessage()返回异常对象的一个简短描述VoidStringtoString()获取异常对象的详细信息VoidprintStackTrace()在控制台上打印异常对象和它的追踪信息6、异常实例1)数学运算异常classMathException{publicstaticvoidmain(Stringargs[]){inta=5,b=0;intc=a/b;//除数为0，出现异常System.out.print(c);}}在命令提示符下运行该程序，可以发现编译正常，但是执行时出现错误的提示如下：Exceptioninthreadmainjava.lang.ArithmeticException:/byzeroatMathException.main(MathException.java:4)翻译过来就是：在类java.lang.ArithmeticException主线程中“main”方法中出现异常：除数为零，(MathException.java:4“此处指MathException类中的第四行”)这是一个典型的运行错误，程序告诉了一下几个信息；l出错的异常类：java.lang.ArithmeticExceptionl出错的类：MathExceptionl出错的代码：MathException.java:4因为编译系统给出了出错的原因和出错类的位置，可以方便地进行代码调试。2)捕获数学运算异常的处理[java]viewplaincopy1.publicclassTryCatchDemo{2.publicstaticvoidmai