Java語(yǔ)法總結(jié) - 異常
軟件開(kāi)發(fā)中一個(gè)古老的說(shuō)法是：80%的工作使用20%的時(shí)間。80%是指檢查和處理錯(cuò)誤所付出的努力。在許多語(yǔ)言中，編寫(xiě)檢查和處理錯(cuò)誤的程序代碼很乏味，并使應(yīng)用程序代碼變得冗長(zhǎng)。原因之一就是它們的錯(cuò)誤處理方式不是語(yǔ)言的一部分。盡管如此，錯(cuò)誤檢測(cè)和處理仍然是任何健壯應(yīng)用程序最重要的組成部分。
Java提供了一種很好的機(jī)制，用強(qiáng)制規(guī)定的形式來(lái)消除錯(cuò)誤處理過(guò)程中隨心所欲的因素：異常處理。它的優(yōu)秀之處在于不用編寫(xiě)特殊代碼檢測(cè)返回值就能很容易地檢測(cè)錯(cuò)誤。而且它讓我們把異常處理代碼明確地與異常產(chǎn)生代碼分開(kāi)，代碼變得更有條理。異常處理也是Java中唯一正式的錯(cuò)誤報(bào)告機(jī)制。
第一部分 異常
1、拋出異常。所有的標(biāo)準(zhǔn)異常類都有兩個(gè)構(gòu)造器：一個(gè)是缺省構(gòu)造器，一個(gè)是帶參數(shù)的構(gòu)造器，以便把相關(guān)信息放入異常對(duì)象中。
throw new NullPointerException();
throw new NullPointerException("t = null");
2、如果有一個(gè)或者多個(gè)catch塊，則它們必須緊跟在try塊之后，而且這些catch塊必須互相緊跟著，不能有其他任何代碼。C++沒(méi)有這樣的限制，所以C++的異常處理處理不好就會(huì)寫(xiě)得很亂，拋來(lái)拋去的。
3、使用try塊把可能出現(xiàn)異常的代碼包含在其中，這么做的好處是：處理某種指定的異常的代碼，只需編寫(xiě)一次。作業(yè)沒(méi)寫(xiě)完的同學(xué)到走廊罰站去，這符合我們處理問(wèn)題的方式，不用挨個(gè)地告訴。
4、無(wú)論是否拋出異常，finally塊封裝的代碼總能夠在try塊之后的某點(diǎn)執(zhí)行。
例子：
try {
return ;
}
finally{
System.out.print("You can't jump out of my hand!");
}
甚至你在try塊內(nèi)用return語(yǔ)句想跳過(guò)去都不可以！finally內(nèi)的輸出語(yǔ)句還是執(zhí)行了！別想逃出我的手掌心！
5、catch塊和finally塊是可選的，你可以只使用try。但是這么做有意思嗎？
6、推卸責(zé)任。Java允許你推卸責(zé)任，沒(méi)有必要從相應(yīng)的try塊為每個(gè)可能的異常都編寫(xiě)catch子句。Java2類庫(kù)中很多方法都會(huì)拋出異常，就是是把異常處理的權(quán)限交給了我們用戶。畢竟，Java不知道你的自行車(chē)被偷了之后，你會(huì)去報(bào)案還是會(huì)忍氣吞聲自認(rèn)倒霉，或者偷別人的自行車(chē)。我們需要這種處理異常的自由度。
7、調(diào)用棧。調(diào)用棧是程序執(zhí)行以訪問(wèn)當(dāng)前方法的方法鏈。被調(diào)用的最后一個(gè)方法在棧的頂部，它將被最先執(zhí)行完畢，然后彈出；第一個(gè)調(diào)用方法位于底部，也就是main函數(shù)。在catch子句中使用printStackTrace()方法打調(diào)用棧信息是比較常用的定位異常的方法。printStackTrace()繼承自Throwable。
8、異常的傳播。在一個(gè)方法A中，如果一個(gè)異常沒(méi)有得到處理，它就會(huì)被自動(dòng)拋到調(diào)用A方法的B方法中。如果B方法也沒(méi)有處理這個(gè)異常，他就會(huì)被繼續(xù)依次向上拋，直到main方法。如果main也沒(méi)有理會(huì)它，那么異常將導(dǎo)致JVM停止，程序就中止了。你被同學(xué)揍了，先去告訴老師。老師不理你你就去告訴教導(dǎo)處主任，教導(dǎo)處主任也不管那只能告訴校長(zhǎng)，校長(zhǎng)還不管！沒(méi)有比他更大的了，于是你崩潰了，學(xué)業(yè)中止了……下面這段程序記錄了悲慘的輟學(xué)歷史：
class ExceptionDemo {
static void student() throws Exception{
teacher();
}
static void teacher() throws Exception{
schoolmaster();
}
static void schoolmaster() throws Exception{
throw new Exception();
}
public static void main(String[] args) {
try {
student();
}
catch (Exception e) {
e.printStackTrace();
}
}
}
輸出結(jié)果是：
java.lang.Exception
at ExceptionDemo.schoolmaster(ExceptionDemo.java:9)
at ExceptionDemo.teacher(ExceptionDemo.java:6)
at ExceptionDemo.student(ExceptionDemo.java:3)
at ExceptionDemo.main(ExceptionDemo.java:13)
可以看出函數(shù)的調(diào)用棧，一級(jí)一級(jí)地哭訴……
9、異常的層次結(jié)構(gòu)及Error。
Object
Throwable
Error Exception
Throwable繼承自O(shè)bject，Error和Exception繼承自Throwable。Error比較特殊，它對(duì)應(yīng)于我們常說(shuō)的不可抗拒的外力，房屋中介的合同上總有一條，如遇不可抗拒的外力本合同中止，返還乙方押金。我不安地問(wèn)：不可抗拒的外力指什么？中介回答：比如戰(zhàn)爭(zhēng)、彗星撞擊地球等。對(duì)Java來(lái)說(shuō)Error是指JVM內(nèi)存耗盡等這類不是程序錯(cuò)誤或者其他事情引起的特殊情況。一般地，程序不能從Error中恢復(fù)，因此你可以能眼睜睜地看著程序崩潰而不必責(zé)怪自己。嚴(yán)格來(lái)講，Error不是異常，因?yàn)樗皇抢^承自Exception。
10、誰(shuí)之錯(cuò)？一般地，異常不是我們程序員的錯(cuò)，不是程序設(shè)計(jì)上的缺陷。比如讀取一個(gè)重要文件，這個(gè)文件被用戶誤刪了；正上著網(wǎng)呢，網(wǎng)線被用戶的寵物咬斷了。為了程序的健壯性，我們盡量考慮出現(xiàn)可能性大的異常，并處理，但我們不能窮盡。
11、異常的捕獲之一。catch子句的參數(shù)是某種類型異常的對(duì)象，如果拋出的異常是該參數(shù)的子類，那么這個(gè)異常將被它捕獲。也就是說(shuō)被拋出的異常不會(huì)精確地尋找最匹配的捕獲者（catch子句），只要是它的繼承結(jié)構(gòu)的直系上層就可以捕獲它。
按照這個(gè)邏輯，catch(Exception e) 不就能捕獲所有的異常嗎？事實(shí)上，確實(shí)如此。 但是一般地，不建議使用這種一站式的異常處理。因?yàn)檫@樣就丟失了具體的異常信息，不能為某個(gè)具體的異常編寫(xiě)相應(yīng)的異常處理代碼，失去了異常處理的意義。從哲學(xué)角度來(lái)講，具體問(wèn)題要具體分析，能治百病的萬(wàn)能藥一般都是無(wú)效的保健品。
Java在此處為什么這么設(shè)計(jì)呢？因?yàn)橛辛硪环N機(jī)制的存在，請(qǐng)看下條分解。
12、異常的捕獲之二。當(dāng)拋出一個(gè)異常時(shí)，Java試圖尋找一個(gè)能捕獲它的catch子句，如果沒(méi)找到就會(huì)沿著棧向下傳播。這個(gè)過(guò)程就是異常匹配。Java規(guī)定：最具體的異常處理程序必須總是放在更普通異常處理程序的前面。這條規(guī)定再合理不過(guò)了，試想如果把catch(Exception e)放在最上面，那么下面的catch子句豈不是永遠(yuǎn)不能執(zhí)行了？如果你非要把更普遍的異常處理放在前面，對(duì)不起，通不過(guò)編譯！雖然編譯器不會(huì)這樣報(bào)錯(cuò)：“It is so stupid to do like that!”……
13、捕獲或聲明規(guī)則。如果在一個(gè)方法中拋出異常，你有兩個(gè)選擇：要么用catch子句捕獲所有的異常，要么在方法中聲明將要拋出的異常,否則編譯器不會(huì)讓你得逞的。
方案一：處理異常
void ex(){
try{
throw new Exception();
} catch (Exception e) {
e.printStackTrace();
}
}
方案二：拋出去
void ex() throws Exception{
throw new Exception();
}
比較一下行數(shù)就知道了，在代碼的世界里推卸責(zé)任也是那么簡(jiǎn)單，一個(gè)throws關(guān)鍵字包含了多少人生哲理啊……現(xiàn)實(shí)生活中我們有很多角色，兒女、父母、學(xué)生、老師、老板、員工……每個(gè)人都占了幾條。可是你能盡到所有責(zé)任嗎？按照古代的孝道，父母尚在人世就不能遠(yuǎn)行。各種責(zé)任是有矛盾的，顧此失彼啊。
但是這條規(guī)則有個(gè)特例。一個(gè)繼承自Exception名為RuntimeException的子類，也就是運(yùn)行時(shí)異常，不受上述規(guī)則的限制。下面的代碼完全能編譯，只不過(guò)調(diào)用之后在運(yùn)行時(shí)會(huì)拋出異常。
void ex(){
throw new RuntimeException();
}
14、throw和thrwos關(guān)鍵字。throw用在方法體中拋出異常，后面是一個(gè)具體的異常對(duì)象。throws用在方法參數(shù)列表括號(hào)的后面，用來(lái)聲明此方法會(huì)拋出的異常種類，后面跟著一個(gè)異常類。
15、非檢查異常。RuntimeException、Error以及它們的子類都是非檢查異常，不要求定義或處理非檢查異常。Java2類庫(kù)中有很多方法拋出檢查異常，因此會(huì)常常編寫(xiě)異常處理程序來(lái)處理不是你編寫(xiě)的方法產(chǎn)生的異常。這種機(jī)制強(qiáng)制開(kāi)發(fā)人員處理錯(cuò)誤，使得Java程序更加健壯，安全。
16、自定義異常類型。覺(jué)得現(xiàn)有的異常無(wú)法描述你想拋出的異常，ok！Java允許你自定義異常類型，只需要繼承Exception或者它的子類，然后換上有個(gè)性的名字。
class NotEnoughMoney extends Exception {
public NotEnoughMoney() {}
public NotEnoughMoney(String msg) { super(msg); }
}
希望大家在生活里不要拋出類似的異常。
17、重新拋出異常。一個(gè)很無(wú)聊的話題，純粹的語(yǔ)法研究，實(shí)際意義不大。當(dāng)catch子句捕獲到異常之后可以重新拋出，那么它所在的方法必須聲明該異常。
void ex() throws Exception{
try {
throw new Exception();
}
catch (Exception mex) {
throw me;
}
}
18、異常處理機(jī)制的效率。待補(bǔ)充……
19、終止與恢復(fù)模型。異常處理理論上有兩種模型：
一、終止模型。錯(cuò)誤很關(guān)鍵且無(wú)法挽回，再執(zhí)行下去也沒(méi)意義，只能中止。“羅密歐，我們分手吧！”“好吧，朱麗葉！”
二、恢復(fù)模型。經(jīng)過(guò)錯(cuò)誤修正重新嘗試調(diào)用原來(lái)出問(wèn)題的方法。“羅密歐，我們分手吧！”“朱麗葉，我錯(cuò)了！請(qǐng)?jiān)僭徫乙淮伟桑?#8221;“好的，再原諒你最后一次！”
顯然我們更喜歡恢復(fù)模型，但在實(shí)際中，這種模式是不易實(shí)現(xiàn)和維護(hù)的。
例子：用戶輸入了非法的字符，分別按照兩種模式處理
一、終止模型。輸出出錯(cuò)信息而已，一旦用戶手一抖眼一花你的代碼就崩潰了
double number;
String sNumber = "";
try {
BufferedReader bf = new BufferedReader(new InputStreamReader(System.in));
sNumber = bf.readLine();
number = Double.parseDouble(sNumber);
} catch (IOException ioe) {
System.err.println("some IOException");
} catch (NumberFormatException nfe) {
System.err.println(sNumber + " is Not a legal number!");
}
//System.out.println(number);
二、恢復(fù)模型。小樣！不輸入正確的數(shù)據(jù)類型就別想離開(kāi)！
double number = 0;
String sNumber = "";
while(true){
try {
BufferedReader bf = new BufferedReader(new InputStreamReader(System.in));
sNumber = bf.readLine();
number = Double.parseDouble(sNumber);
break; //如果代碼能執(zhí)行到這一行，就說(shuō)明沒(méi)有拋出異常
} catch (IOException ioe) {
System.err.println("some IOException");
} catch (NumberFormatException nfe) {
System.err.println(sNumber + " is Not a legal number!");
}
}
System.out.println(number);
直到用戶輸入正確的信息才會(huì)被該代碼放過(guò)。這是一種簡(jiǎn)單的恢復(fù)模型的實(shí)現(xiàn)，挺耐看的，我很喜歡！
20、try、catch、finally內(nèi)變量的作用域和可見(jiàn)性。
在try塊內(nèi)定義的變量，它在catch或者finally塊內(nèi)都是無(wú)法訪問(wèn)到的，并且在整個(gè)異常處理語(yǔ)句之外也是不可見(jiàn)的。
補(bǔ)充一點(diǎn)初始化：第一個(gè)例中最后一句被注釋掉了。number是在運(yùn)行時(shí)由用戶輸入而初始化的，但是在編譯時(shí)刻并沒(méi)有初始化，編譯器會(huì)抱怨的。
21、輸出異常信息。捕捉到異常之后，通常我們會(huì)輸出相關(guān)的信息，以便更加明確異常。
catch (Exception mex) {
System.err.println("caught a exception!");
}
用標(biāo)準(zhǔn)錯(cuò)誤流System.err比System.out要好。因?yàn)镾ystem.out也許會(huì)被重定向，System.err則不會(huì)。
22、更高級(jí)的話題我會(huì)補(bǔ)充上的，但是我的肚子拋出了Hungry異常，我必須catch然后調(diào)用eat()方法補(bǔ)充能量。昨晚的魷魚(yú)蓋澆飯很好吃……
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