java学习笔记——基础19(异常、throw、try...catch、finally、Throwable类))

1、异常概述和继承体系
2、异常原因以及处理方式
3、运行时期异常
4、方法重写的异常处理
5、Throwable类常见方法
6、自定义异常

01异常的概述

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* A: 异常的概述
* a:什么是异常
* Java代码在运行时期发生的问题就是异常。
* b:异常类
* 在Java中,把异常信息封装成了一个类。
* 当出现了问题时,就会创建异常类对象并抛出异常相关的信息(如异常出现的位置、原因等)。
* c:我们见过的异常:数组角标越界异常ArrayIndexOutOfBoundsException,空指针异常NullPointerException

02异常的继续体系和错误的区别

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* A: 异常的继承体系
Throwable: 它是所有错误与异常的超类(祖宗类)
|- Error 错误
|- Exception 编译期异常,进行编译JAVA程序时出现的问题
|- RuntimeException 运行期异常, JAVA程序运行过程中出现的问题
* B:异常与错误的区别
* a:"异常Exception"
* 指程序在"编译、运行期间"发生了某种"异常(XxxException)",我们可以对异常进行具体的处理。
* 若不处理异常,程序将会结束运行。
* 案例演示:
public static void main(String[] args) {
int[] arr = new int[3];
System.out.println(arr[0]);
System.out.println(arr[3]);
// 该句运行时发生了数组索引越界异常ArrayIndexOutOfBoundsException,
// 由于没有处理异常,导致程序无法继续执行,程序结束。
System.out.println("over"); // 由于上面代码发生了异常,此句代码不会执行
}

* b:"错误Error"
* 指程序在"运行期间"发生了某种"错误(XxxError)",Error错误通常"没有具体的处理方式",程序将会结束运行。
* Error错误的发生往往都是"系统级别"的问题,都是"jvm所在系统"发生的,并反馈给jvm的。
* 我们无法针对处理,"只能修正代码"
* 案例演示:
public static void main(String[] args) {
int[] arr = new int[1024*1024*100];
//该句运行时发生了内存溢出错误OutOfMemoryError,开辟了过大的数组空间,
//导致JVM在分配数组空间时超出了JVM内存空间,直接发生错误。
}

03异常对象的产生原因和处理方式

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* A: 异常对象的产生原因
* 案例代码:
 * 工具类
class ArrayTools{
//对给定的数组通过给定的角标获取元素。
public static int getElement(int[] arr,int index) {
int element = arr[index];
return element;
}
}
* 测试类
class ExceptionDemo2 {
public static void main(String[] args) {
int[] arr = {34,12,67};
int num = ArrayTools.getElement(arr,4)
System.out.println("num="+num);
System.out.println("over");
}
}
* 原因分析:
* a: 由于没找到4索引,导致运行时发生了异常。这个异常JVM认识:ArrayIndexOutOfBoundsException。
这个异常Java本身有描述:异常的名称、异常的内容、异常的产生位置。
java将这些信息直接封装到异常对象中。new ArrayIndexOutOfBoundsException(4);
* b:throw new ArrayIndexOutOfBoundsException(4);产生异常对象。JVM将产生的异常抛给调用者main()方法。
* c:main()方法接收到了数组索引越界异常对象。
由于main()方法并没有进行处理异常,main()方法就会继续把异常抛给调用者JVM。
当JVM收到异常后,将异常对象中的名称、异常内容、位置都显示在就控制台上。同时让程序立刻终止。
* B:异常的处理方式
* a:JVM的默认处理方式
* 把异常的名称,原因,位置等信息输出在控制台,同时会结束程序。
* 一旦有异常发生,其后来的代码不能继续执行。
* b:解决程序中异常的手动方式
* a):编写处理代码 try...catch...finally
* b):抛出 throws
*

04方法内部抛出对象throw关键字

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在java中,提供了一个throw关键字,它用来抛出一个指定的异常对象。
* A: 什么时候使用throw关键字?
* 当调用方法使用接受到的参数时,首先需要先对参数数据进行合法的判断,
数据若不合法,就应该告诉调用者,传递合法的数据进来。
这时需要使用抛出异常的方式来告诉调用者。
* B: 使用throw关键字具体操作
* a: 创建一个异常对象。封装一些提示信息(信息可以自己编写)。
* b: 通过关键字throw将这个异常对象告知给调用者。throw 异常对象;
throw 用在方法内,用来抛出一个异常对象,将这个异常对象传递到调用者处,并结束当前方法的执行。
* C: throw关键字使用格式
* throw new 异常类名(参数);
* 例如:
throw new NullPointerException("要访问的arr数组不存在");
throw new ArrayIndexOutOfBoundsException("该索引在数组中不存在,已超出范围");
* D:案例演示
* throw的使用
*

05方法声明异常关键字throws

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* A: 声明
* 将问题标识出来,报告给调用者。如果方法内通过throw抛出了编译时异常,
"没有捕获处理"(稍后讲解该方式),那么"必须通过"throws进行声明,让"调用者去处理"
* B: 声明异常格式
* 修饰符 返回值类型 方法名(参数) throws 异常类名1,异常类名2… { }
* C:注意事项:
* throws用于进行异常类的声明,若该方法可能有多种异常情况产生,那么在throws后面可以写多个异常类,用逗号隔开。
* D:代码演示:
* 多个异常的处理

"//方法声明异常关键字" throws
public class ExceptionDemoTest {
public static void main(String[] args) throws Exception {
int [] arr = {};
int [] trt = null;
int [] ere = {1,2};
// func(arr);
func(trt);
}

private static int func(int [] arr) throws Exception{
if(arr == null){
throw new NullPointerException("数组对象是空指针");
}
if(arr.length ==0){
throw new ArrayIndexOutOfBoundsException("数组元素为空");
}

int result = arr[arr.length-1];
return result*2;

}
}

06try…catch异常处理

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* A: 捕获
* Java中对异常有针对性的语句进行捕获,可以对出现的异常进行指定方式的处理
* B: 捕获异常格式
try {
"//需要被检测的语句。"
}
catch(异常类 变量) { //参数。
"//异常的处理语句。"
}
finally {
"//一定会被执行的语句。"
}
* C: 格式说明
* a: try
* 该代码块中编写可能产生异常的代码。
* b: catch
* 用来进行某种异常的捕获,实现对捕获到的异常进行处理。
* c: finally
* "有一些特定的代码无论异常是否发生,都需要执行"
* 另外,因为"异常会引发程序【跳转】到"catch语句处,"导致有些语句执行不到"
* 而finally就是解决这个问题的,在finally代码块中存放的"代码都是【一定】会被执行"的。
* d:try...catch..."处理掉异常后,程序可以继续执行"
* D:案例演示
* 捕获异常格式

"//try…catch异常处理"
public class TryCatchDemo {
public static void main(String[] args) {
int [] arr = {};
int [] trt = null;
int [] ere = {1,2};
try{
int ano = func(ere);

int result = func(arr);"//异常发生后后,程序将发生跳转到catch处执行"

System.out.println("ano: "+ ano);"//try异常后面的语句不会执行"
System.out.println("result: "+ result);

}catch(Exception ex){
System.out.println(ex);
}
System.out.println("程序继续执行...");
}

07多catch处理

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* A:一个try 多个catch组合 
* 对代码进行异常检测,并对检测的异常传递给catch处理。对每种异常信息进行不同的捕获处理。
* B:多catch处理的格式
void show(){ //不用throws
try{
throw new Exception();//产生异常,直接捕获处理
}catch(XxxException e){
//处理方式
}catch(YyyException e){
//处理方式
}catch(ZzzException e){
//处理方式
}
}
注意事项:在捕获异常处理中,变量也是有作用域的,如可以定义多个catch中异常变量名为e。

"//多catch处理"
public class TryCatchDemo_1 {
public static void main(String[] args) {
int [] arr = {};
int [] trt = null;
int [] ere = {1,2};
try{
int ano = func(ere);

int result = func(arr);//异常发生后后,程序将发生跳转到catch出执行

System.out.println("ano: "+ ano);//try异常后面的语句不会执行
// System.out.println("result: "+ result);

}
catch(NullPointerException nullex){
System.out.println(nullex);
}
catch(ArrayIndexOutOfBoundsException outboundex){
System.out.println(outboundex);
}

System.out.println("程序继续执行...");
}

private static int func(int [] arr) throws NullPointerException,ArrayIndexOutOfBoundsException {
if(arr == null){
throw new NullPointerException("数组对象是空指针");
}
if(arr.length ==0){
throw new ArrayIndexOutOfBoundsException("数组元素为空");
}

int result = arr[arr.length-1];
return result*2;

}
}

08多catch处理细节

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* A:细节:多个catch小括号中,写的是异常类的类名,有没有顺序的概念?
* 有顺序关系。
* B:"平级异常"
* 抛出的"异常类之间","没有""继承关系","没有顺序"
NullPointerException extends RuntimeException
NoSuchElementException extends RuntimeException
ArrayIndexOutOfBoundsException extends IndexOutOfBoundsException extends RuntimeException
* C:"上下级关系(继承关系)的异常"
* 越高级的"父类",越"写在下面",《考虑多态的影响》
NullPointerException extends RuntimeException extends Exception

09finally代码块

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* A: finally的特点
* "无论"try...catch语句"有没有异常出现",被finally控制的"语句体"一定"会执行"
* "除非"发生"异常时"catch语句中 有 "System.exit(0)" 或者 try语句外部"前面""有异常"出现;
* B:finally的作用
* finally,无论程序是否有异常出现,程序必须执行释放资源在
如:IO流操作和数据库操作中会见到

public class FinallyDemo {
public static void main(String[] args) {
int [] arr = {};
int [] trt = null;
int [] ere = {1,2};
try{
int ano = func(ere);

// int result = func(arr);//异常发生后后,程序将发生跳转到catch处执行

System.out.println("ano: "+ ano);//try异常后面的语句不会执行


}catch(Exception ex){
System.out.println(ex);
}
finally{
System.out.println("无论有无异常,这里的代码均会执行...");
}

}

private static int func(int [] arr) throws Exception{
if(arr == null){
throw new NullPointerException("数组对象是空指针");
}
if(arr.length ==0){
throw new ArrayIndexOutOfBoundsException("数组元素为空");
}

int result = arr[arr.length-1];
return result*2;

}
}

09finally代码块中有return语句

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警告: 当 finally 子句包含 return 语句时, 将会出现一种意想不到的结果。
假设利用 return语句从 try语句块中退出。在"方法返回前"finally 子句的内容"将【先被】执行"
如果 finally 子句中也有一个 return 语句, 这个"返回值"将会"【覆盖】""原始的返回值"

例子:
public static int f(int n)
{
try
{
int r = n * n;
return r;
}
finally
{
if (n == 2) return 0;
}
}
如果调用 f(2), 那么 try 语句块的计算结果为 r = 4, 并执行 return 语句然而,在方法真
正返回前
,还要执行 finally 子句。finally 子句将使得方法返回 0, 这个返回值覆盖了原
始的返回值 4

10try…catch…finally代码块详解

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public class TryCatchFinallyDemo {
public static void main(String[] args) {
InputStream in = new FileInputStream(. . .);
try
{
"//1"
"code that might throw exceptions"
"//2"
}

catch (IOException e)
{
"// 3"
"show error message"
"// 4"
}

finally
{
"// 5"
in.close();
}

"//6"

}
}

在上面这段代码中,有下列 3 种情况会执行 finally 子句:
1 ) "代码【没有】抛出异常"。 在这种情况下, 程序首先执行 try 语句块中的"全部代码"
然后执行 finally 子句中的代码 。随后, 继续执行 try...finally 语句块之"后的"第一条"语句"
也就是说,执行标注的 1256 处。

2 ) "抛出"一个在 catch 子句中"捕获的异常"。在上面的示例中就是 IOException 异常。在这种
情况下,程序将执行 try语句块中的所有代码,"直到发生异常为止"。此时,将"跳过" try语句块中
"剩余代码", 转去"执行与该异常匹配"catch 子句中的代码, 最后执行 finally 子句中的代码。
【分为以下2种情况】:
A:如果 catch 子句"没有抛出异常", 程序将执行 try 语句块之后的第一条语句。
在这里,执行标注 13456 处的语句。

B:如果 catch 子句"抛出了一个异常""异常"将被"抛回"这个方法的"调用者"
在这里, 执行标注135 处的语句,"注意"语句6"将不再执行"

3 ) 代码"抛出了一个异常""但这个异常【不是】"catch 子句"捕获"的。在这种情况下, 程序将
执行 try 语句块中的所有语句,"直到有异常被抛出为止"。此时, 将"跳过" try 语句块中的"剩余代码"
然后执行 finally子句中的语句, 并将异常抛给这个方法的调用者。
在这里, 执行标注 15 处的语句。"注意"语句6"将不再执行"

即:try语句"抛出异常",但是catch"没有捕获""异常"或者 catch语句"自身出现异常"6处的代码"不会执行"

try 语句"可以只有" finally 子句,而"没有"catch 子句。例如,下面这条 try 语句:
InputStream in = ...;
try
{
code that might throw exceptions
}
finally
{
in.close();
}

10调用抛出异常方法try和throws处理方式

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* A: 在实际开发中使用哪种异常处理方式呢,
* 继续向上throws Exception 还是用 try...catch...finally处理异常 ?
* 能自己处理的尽量自己处理。(建议用try...catch)

例如:
public Date parse(String source) throws ParseException
从给定字符串的开始解析文本,以生成一个日期。该方法不使用给定字符串的整个文本。
该方法本身会 throws ParseException (声明可能抛出的异常)
public class TryCatch_ThowsDemo {
public static void main(String[] args) {
try{
func();
}
catch(ParseException ex){
System.out.println(ex);
}

}
public static void func() throws ParseException {
SimpleDateFormat sdf = new SimpleDateFormat("yyyy-MM-dd");
Date dd = sdf.parse("2088-8-8");
System.out.println(dd);
}
}

11运行时期异常RuntimeException的特点

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* A: 运行时期异常的概述: 
* RuntimeException和"他的所有子类异常",都属于"运行时期异常"
如常见的 NullPointerException,ArrayIndexOutOfBoundsException 等都属于运行时期异常.
* B:运行时期异常的特点
* a:方法中"抛出运行时期异常",方法定义中"无需"throws"声明",调用者也"无需处理此异常"
* b:"运行时期异常一旦发生,【一定】是源代码发生了错误,需要程序人员【修改】【源代码】"
设计原因:
运行异常,不能发生,但是如果发生了,程序人员停止程序修改源代码
运行异常: 一旦发生,不要处理,请你修改源代码,运行异常一旦发生,后面的代码没有执行的意义

(1) 抛出"Exception""必须要"throws"声明"
一声明就"告知""调用者"进行"捕获",一旦"问题处理了"调用者的"程序会继续执行"

(2) 抛出"RuntimeExcpetion","不需要"throws"声明"的,
这时调用是"不需要编写捕获代码"的,因为调用者根本就不知道有问题。
一旦发生RuntimeException,"调用者程序会停掉"
并有jvm将信息显示到屏幕,让调用者看到问题,"修正代码"

12运行异常的案例

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* A: 计算圆的面积案例
定义方法,计算圆形的面积
传递参数0,或者负数,计算的时候没有问题
但是,违反了真实情况
参数小于=0, 停止程序,不要在计算了
* B:数组索引越界案例
使用数组中不存在的索引
public class RuntimeExceptionDemo {
public static void main(String[] args) {
double d = getArea(1);
System.out.println(d);
}

/*
* 定义方法,计算圆形的面积
* 传递参数0,或者负数,计算的时候没有问题
* 但是,违反了真实情况
* 参数小于=0, 停止程序,不要在计算了
*
*/
方法中"抛出运行时期异常",方法定义中"无需"throws"声明",调用者也"无需处理此异常"
public static double getArea(double r){
if(r <= 0)
throw new RuntimeException("圆形不存在");
return r*r*Math.PI;
}

public static void function(){
int[] arr = {1,2,3};
//对数组的5索引进行判断,如果5索引大于100,请将3索引上的数据/2,否则除以3
//索引根本就没有
if(arr[3] > 100){
arr[3] = arr[3]/2;
}else{
arr[3] = arr[3]/3;
}
}

13方法重写时候异常的处理

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* A:方法重写时候异常的处理
* a:"子类"覆盖"父类"方法时,
* 如果"父类""方法""声明异常""子类""只能"声明"父类异常"或者"父类异常的子类",或者"不声明"
例如:
class Fu {
public void method () throws RuntimeException {
}
}
class Zi extends Fu {
public void method() throws RuntimeException { } "//抛出父类一样的异常"
public void method() throws NullPointerException{ } "//抛出父类异常的子类"
public void method(){} "//不声明异常"
}
* b:当"父类方法"声明"多个异常"时,"子类""覆盖""只能"声明"多个异常""子集"(注意是"子集")。
例如:
class Fu {
public void method () throws NullPointerException, ClassCastException{
}
}
class Zi extends Fu {
public void method()throws NullPointerException, ClassCastException { }
public void method() throws NullPointerException{ } "//抛出父类异常中的一部分"
public void method() throws ClassCastException { } "//抛出父类异常中的一部分"
}
* c:当"父类"被覆盖的"方法""没有""异常声明"时,"子类"覆盖时"不能""声明异常"
例如:
class Fu {
public void method (){
}
}
class Zi extends Fu {
public void method() throws Exception { } !!!error /"错误的方式"
}
* B:问题:父类中会存在下列这种情况,接口也有这种情况。
接口中没有声明异常,而实现的子类覆盖方法时发生了异常,怎么办?
回答:无法进行throws声明,只能catch的捕获。
万一问题处理不了呢?catch中继续throw抛出,但是只能将异常转换成RuntimeException子类抛出。

interface Inter {
public abstract void method();
}
class Zi implements Inter {
public void method(){ //无法声明 throws Exception
int[] arr = null;
if (arr == null) {
//只能捕获处理
try{
throw new Exception("哥们,你定义的数组arr是空的!");
}
catch(Exception e){
System.out.println("父方法中没有异常抛出,子类中不能抛出Exception异常");
//我们把异常对象e,采用RuntimeException异常方式抛出
throw new RuntimeException(e);
}
}
}
}

14Throwable类方法

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* A: 常见方法
* a:"getMessage()方法"
返回该异常的详细信息字符串,即"异常提示信息"

* b:"toString()方法"
返回该"异常的名称""详细信息字符串"

* c:"printStackTrace()方法"
在控制台输出"该异常的名称""详细信息字符串""异常出现的代码【位置】"
* B:案例演示
异常的常用方法代码演示
try {
Person p= null;
if (p==null) {
throw new NullPointerException(“出现空指针异常了,请检查对象是否为null”);
}
} catch (NullPointerException e) {
String message = e.getMesage();
System.out.println(message );

String result = e.toString();
System.out.println(result);

e.printStackTrace();
}


public class ThrowableDemo {
public static void main(String[] args) {
try{
func();
}
catch(Exception ex){
System.out.println(ex);

System.out.println("--------------------------------------------1");
System.out.println(ex.getMessage());

System.out.println("--------------------------------------------2");
System.out.println(ex.toString());

System.out.println("---------------------------------------------3");
ex.printStackTrace();
}

}
private static void func() throws Exception{
int[] arr ={1,2,3};
for(int i=0;i<5;i++){
if(i>=arr.length){
throw new ArrayIndexOutOfBoundsException("数组长度是"+ arr.length +", 数组越界了...");
}
System.out.println(arr[i]);
}
}
}

15自定义异常类

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* A: 自定义异常的定义
例如NullPointerException异常类源代码:
public class NullPointerException extends RuntimeException {
public NullPointerException() {
super();"//调用父类构造方法"
}
public NullPointerException(String s) {
super(s);"//调用父类具有异常信息的构造方法"
}
}

* a:通过阅读源码,发现规律:
每个异常中都"调用了父类的构造方法",把"异常描述信息""传递"给了"父类"
"父类"帮我们"进行异常信息的封装"
* b:"格式"
Class 异常名 extends Exception{ "//或继承RuntimeException"
public 异常名(){
}
public 异常名(String s){
super(s);
}
}

* c:自定义异常"继承Exception"演示
class MyException extends Exception{
/*
为什么要定义构造函数,因为看到Java中的异常描述类中有提供对异常对象的初始化方法。
*/
public MyException(){
super();
}
public MyException(String message) {
// 如果自定义异常需要异常信息,
//可以通过调用父类的带有字符串参数的构造函数即可。
super(message);
}
}

* d:自定义异常"继承RuntimeException"演示
* class MyException extends RuntimeException{
/*
为什么要定义构造函数,因为看到Java中的异常描述类中有提供对异常对象的初始化方法。
*/
MyException(){
super();
}
MyException(String message) {
// 如果自定义异常需要异常信息,
//可以通过调用父类的带有字符串参数的构造函数即可。
super(message);
}
}


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* B:自定义异常的练习
在Person类的有参数构造方法中,进行年龄范围的判断,
若年龄为负数或大于200岁,则抛出NoAgeException异常,异常提示信息“年龄数值非法”。
要求:在测试类中,调用有参数构造方法,完成Person对象创建,并进行异常的处理。

"//自定义异常类"
public class AgeException extends Exception {
public AgeException(){

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

"//Person类"
public class Person {
private String name;
private int age;

public Person(){}

public Person(String name, int age) throws AgeException{
if(age <0 || age>200){
throw new AgeException("年龄输入有误:" + age);
}
this.name =name;
this.age =age;
}
@Override
public String toString(){
return "姓名: "+ name + " |年龄: "+ age;
}
}

"//测试类"
public class ExceptionTestDemo {
public static void main(String[] args) {
try {
Person p= new Person("张楠", 209);
System.out.println(p.toString());
}
catch(AgeException aex){
aex.printStackTrace();
}
}
}


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* C:关于构造方法"抛出异常总结"
(1) 抛出"Exception""必须要"throws"声明"
一声明就"告知""调用者"进行"捕获",一旦"问题处理了"调用者的"程序会继续执行"

(2) 抛出"RuntimeExcpetion","不需要"throws"声明"的,
这时调用是"不需要编写捕获代码"的,因为调用者根本就不知道有问题。
一旦发生RuntimeException,"调用者程序会停掉"
并有jvm将信息显示到屏幕,让调用者看到问题,"修正代码"

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 异常:就是程序中出现的不正常的现象(错误与异常)
 异常的继承体系:
Throwable: 它是所有错误与异常的超类(祖宗类)
|- Error 错误,修改java源代码
|- Exception 编译期异常, javac.exe进行编译的时候报错
|- RuntimeException 运行期异常, java出现运行过程中出现的问题

 异常处理的两种方式:
1,出现问题,自己解决 trycatchfinally
try{
可能出现异常的代码
} catch(异常类名 对象名){
异常处理代码
} finally {
异常操作中一定要执行的代码
}
2,出现问题,别人解决 throws
格式:
修饰符 返回值类型 方法名(参数) throws 异常类名1,异常类名2,...{}
public void method() throws Exception{}

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 异常分类
异常的根类是Throwable,其下有两个子类:Error与Exception,平常所说的异常指Exception。
 严重错误Error,无法通过处理的错误
 编译时异常Exception,编译时无法编译通过。如日期格式化异常
 运行时异常RuntimeException,是Exception的子类,运行时可能会报错,可以不处理。如空指针异常

 异常基本操作
 创建异常对象
 抛出异常
 处理异常:
 捕获处理,将异常获取,使用try/catch做分支处理
try{
需要检测的异常;
} catch(异常对象) {
通常我们只使用一个方法:printStackTrace打印异常信息
}
"声明抛出处理""出现异常后不处理""声明抛出给调用者处理"
方法声明上加throws 异常类名
"注意":异常的处理,指处理"异常""一种可能性",即有了异常处理的代码,"不一定""产生异常"
如果没有产生异常,则代码正常执行,如果产生了异常,则中断当前执行代码,执行异常处理代码。

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 异常注意事项
 多异常处理
捕获处理:
1多个异常可以分别处理
2多个异常一次捕获多次处理
3多个异常一次捕获,采用同一种方式处理
声明抛出异常:
声明上使用,一次声明多个异常

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"运行时异常"被抛出可以"不处理""即不捕获""也不声明抛出"

 如果"父类"抛出了"多个异常","子类覆盖父类方法"时,"只能"抛出相同的异常或者是他的"子集"

"父类"方法"没有"抛出异常,"子类覆盖父类该方法"时也"不可抛出异常"
此时子类产生该异常,只能捕获处理,不能声明抛出

 当"多"catch异常处理时,捕获处理,"前边的类""不能""后边类""父类"

 自定义异常
如果Java没有提供你需要的异常,则可以自定义异常类。
定义方法:编译时异常继承Exception,运行时异常继承RuntimeException。
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