Java程序設計基礎之異常處理

早期的編程語言（比如C語言）沒有異常處理，通常是遇到錯誤返回一個特殊的值或設定一個標志，並以此判斷是不是有錯誤產生。隨著系統規模的不斷擴大，這種錯誤處理已經成為創建大型可維護程序的障礙了。於是在一些語言中出現了異常處理機制，比如在Basic中的異常處理語句“on error goto”，而Java則在C++基礎上建立了新的異常處理機制。

Java通過面向對象的方法進行異常處理，把各種不同的異常進行分類，並提供了良好的接口。這種機制為復雜程序提供了強有力的控制方式。同時這些異常代碼與“常規”代碼分離，增強了程序的可讀性，編寫程序時也顯得更靈活。

異常處理還有一個好處是在你不能確定和處理異常時，你可以不處理，而把問題提交上去。另一方面，異常處理機制使得錯誤處理代碼更有條理，更便於維護。下面，我們看看在Java中如何處理異常。

Java中的異常類

在Java中，每個異常都是一個對象，它是Throwable類或其它子類的實例。當一個方法出現異常後便拋出一個異常對象，該對象中包含有異常信息，調用這個對象的方法可以捕獲到這個異常並進行處理。

Throwable類有兩個標准子類：java.lang.Error和java.lang.Exception即錯誤和異常。錯誤Error類　一般是指虛擬機相關的問題，如系統崩潰、虛擬機出錯誤、動態鏈接失敗等，這一類錯誤無法恢復或不可能捕獲，將導致應用程序中斷。異常Exception類　則是指一些可以被捕獲且可能恢復的異常情況，如數組下標越界ArrayIndexOutOfBoundsExcepton　、數字被零除產生異常ArithmeticException　、輸入/輸出異常IOException　等。

提示：Java編譯器要求Java程序必須捕獲或聲明所有非運行時的異常，如：FileNotFoundException、IOException等。因為，對於這類異常來說，如果程序不進行處理，可能會帶來意想不到的結果。但運行時出現異常可以不做處理，因為這類異常很普遍，全部處理可能對程序的可讀性和運行效率產生影響。

Java異常處理形式

Java的異常處理是通過5個關鍵詞來實現的：try、catch、throw、throws和finally。一般情況下是用try來執行一段程序，如果出現異常，系統會拋出（throws）一個異常，這時候你可以通過它的類型來捕捉（catch）它，或最後（finally）由缺省處理器來處理。

下面是Java異常處理程序的基本形式：

try
//執行時程序塊

catch ExceptionType1e
//對ExceptionType1的處理

catch ExceptionType2e
//對ExceptionType2的處理
throw e
//再拋出這個“異常”

finally

try程序塊和catch語句

遇到一個try語句，“異常”的框架就放到堆棧上面，直到所有的try塊內的語句都完成。如果下一級的try語句沒有對某種“異常”進行處理， 堆棧就會展開，直到遇到有處理這種“異常” 的try語句。在try程序後面，應包含一個catch子句來指定你想要捕捉的“異常”的類型。

提示：捕獲異常的第一步就是用try…選定你要捕獲異常的范圍，在執行時，括號內的代碼會產生異常對象並被拋出。然後你就可以用catch塊來處理異常了。

throw語句和throws語句

throw語句用來明確地拋出一個“異常”。首先，你必須得到一個Throwable類或其它子類產生的實例句柄， 通過參數傳到catch子句，或者用new語句來創建一個實例。

下面是throw語句的通常形式：

throw ThrowableInstance

提示：執行throw語句後，運行流程將立即停止，throw的下一條語句也將暫停執行。這裡new運算符用於創建一個Throwable類的實例，在後文的面向對象編程一文中將詳細講解。

throws語句用來標明一個成員函數可能拋出的各種“異常”。對大多數Exception子類來說，Java編譯器會強迫你聲明在一個成員函數中拋出的“異常”的類型。如果“異常”的類型是Error或RuntimeException，或它們的子類，這個規則不起作用。如果你想明確地拋出一個RuntimeException，你必須用throws語句來聲明它的類型。

提示：當然，你可能對上面的說明不是很明白，不過不要緊，編譯運行下面的Java程序（已經為你做了詳細的注釋）你會理解很多!

現在我們用下面的例程來說明問題：

class ThrowsDemo  //類名，相應的java源文件應該保存成：ThrowsDemo.java
static void procedure 　 throws Illegal
AccessException //throws語句
//拋出IllegalAccessException類型的異常
System.out.println″inside procedure″　 //輸出文本信息，以說明是在執行proced
ure方法時拋出了異常
throw new IllegalAccessException″de
mo″　 //新生成一個Throwable類實例，然後拋出異常

public static void mainString args　 //main　方法開始，程序從此處執行
 try  //try語句塊開始
procedure 　 //調用procedure方法，該方法將Throw（拋出）異常信息

catch IllegalAccessException e
 //處理IllegalAccessException類型的異常，catch語句塊
System.out.println″caught ″ + e　

編程並執行程序，其過程如下：

E\javacode\exception>java ThrowsDe
mo
inside procedure
caught java.lang.IllegalAccessExceptio
n demo

提示：如上面的代碼所示，我們用了一個完整的程序來說明在Java程序中如何使用try…catch…throw等語句。Try…裡產生的異常被捕獲了下來，然後在catch塊裡進行處理（這裡只是輸出異常信息）。throws IllegalAccessException標明程序將拋出一個IllegalAccessException類型的異常。IllegalAccessException e生成一個異常對象，然後用System.out.println輸出異常信息。

finally語句

有時為了確保一段代碼不管發生什麼異常都要被執行，可以使用關鍵詞finally來標出這樣一段代碼。一個成員函數返回到調用它的成員函數，或者通過一個沒捕捉到的異常，或者通過一個明確的return語句，finally子句總是恰好在成員函數返回前執行。

下面我們以一個比較完整的異常處理程序來說明上面所述的各種異常處理語句的使用問題：

class ExceptionDemo  //異常使用示例，保存為ExceptionDemo.java
static void procA

try
System.out.println″inside procA″
throw new RuntimeException″demo″
//拋出異常
finally
System.out.println″procA's finally″　//注意：不管發生什麼等會執行!!
static void procB
 try
System.out.println″inside procB″
return //返回，實際上是在finally語句執行完後才返回
finally
System.out.println″procB's finally″
public static void mainString args
 try
procA
catchException e
System.out.println″catch″+e
procB

提示：在上面的完整程序中，finally後的大括號內的代碼是任何情況下都會執行的。另外，在procB中，return語句並沒有立即返回，這一點應該特別注意。你可以親自動手，執行上面的程序試試（編譯和執行類似於上例）。

到目前為止，關於Java的流程控制已經完全講完了。要真正理解並掌握它們只有經過大量的練習。而好的方法就是修改上面的每一個程序，讓它們實現你想要的功能，並在此基本上理解Java的流程控制。而要寫好Java程序，熟悉使用Java的流程控制和異常處理是非常關鍵的。所以在這兩期中，我們用大量的例程來說明Java語言是如何使用流程控制語句的，並且對流程控制中經常使用的異常處理語句做了簡單的介紹。