Java 黑马程序员学习笔记（进阶篇21）

1. 异常的体系结构

Java 中所有异常的根类是 java.lang.Throwable，其下分为两大子类：

(1) Error（错误）

定义：严重的系统级错误（如内存溢出、虚拟机崩溃），程序自身无法处理，只能终止运行。
举例：StackOverflowError（栈溢出）、OutOfMemoryError（内存溢出）。

(2) Exception（异常）

**① 定义：**程序运行时的一般性错误，程序可以通过代码处理，避免程序终止。

② 分类：

编译时异常（受检异常） ：除RuntimeException外的Exception子类，编译时必须处理（捕获或抛出），否则编译报错。举例：IOException（文件操作异常）、ClassNotFoundException（类找不到）。
运行时异常（非受检异常） ：RuntimeException及其子类，编译时无需强制处理，运行时才可能出现。举例：NullPointerException（空指针）、ArrayIndexOutOfBoundsException（数组越界）、ArithmeticException（算术错误，如除以 0）。

2. 异常处理机制（核心）

Java 提供 3 种核心机制处理异常：try-catch-finally（捕获处理）、throws（声明抛出）、throw（手动抛出）。

(1) try-catch-finally：捕获并处理异常

**① 作用：**直接在代码中捕获异常，并定义异常发生后的处理逻辑，避免程序崩溃。

② 语法结构

java 复制代码

try {
    // 可能发生异常的代码（核心业务逻辑）
} catch (异常类型1 异常变量名) {
    // 处理"异常类型1"的逻辑（如打印日志、提示用户）
} catch (异常类型2 异常变量名) {
    // 处理"异常类型2"的逻辑
} finally {
    // 无论是否发生异常，都会执行的代码（通常用于关闭资源：如流、数据库连接）
}

③ 关键注意事项

catch 顺序 ：子类异常必须放在父类异常前面（如先捕获 NullPointerException，再捕获 RuntimeException），否则子类异常的 catch 块会被忽略（编译器报错）。

finally 执行情况 ：只有一种情况不执行 ------ 在 try 或 catch 中调用 System.exit(0)（强制终止 JVM）。

④ 异常对象常用方法：

e.getMessage()：获取异常的详细描述信息。
e.printStackTrace()：打印异常的堆栈信息**（开发调试时常用）**。

⑤ 示例代码（处理除以零异常）

java 复制代码

public class ExceptionDemo {
    public static void main(String[] args) {
        int a = 10;
        int b = 0;
        try {
            int result = a / b; // 可能发生ArithmeticException
            System.out.println("结果：" + result);
        } catch (ArithmeticException e) {
            // 处理异常
            System.out.println("出错了：" + e.getMessage()); // 输出：出错了：/ by zero
            e.printStackTrace(); // 打印完整堆栈信息
        } finally {
            System.out.println("无论是否出错，我都会执行"); // 一定会执行
        }
    }
}

(2) throws：声明异常（交给调用者处理）

① 作用：

当方法内部无法处理异常时，在方法声明处 "声明" 该异常，将异常的处理责任交给调用该方法的上级代码。

② 语法结构

java 复制代码

// 方法返回值 方法名(参数列表) throws 异常类型1, 异常类型2 { ... }
public void readFile() throws IOException {
    // 可能发生IOException的代码（如读取文件）
}

③ 关键注意事项

仅声明编译时异常 ：运行时异常（如 NullPointerException）无需声明，声明了也无效。
调用者的责任 ：调用带有 throws 声明的方法时，必须处理该异常 ------ 要么用 try-catch 捕获，要么继续用 throws 向上声明。

④ 示例代码（声明 IO 异常）

java 复制代码

// 方法声明时用throws跟异常类型，多个异常用逗号分隔
public void readFile() throws IOException, FileNotFoundException {
    // 可能抛出IO异常的代码
}

注意：若方法抛出Checked异常，调用者必须用try-catch捕获或继续用throws声明。

(3) throw：手动抛出异常

① 作用：

在代码中主动创建并抛出异常（如参数校验不通过时，手动抛IllegalArgumentException）。

② 使用格式：

java 复制代码

public void checkAge(int age) {
    if (age < 0) {
        // 手动创建异常对象并抛出
        throw new IllegalArgumentException("年龄不能为负数");
    }
}

注意：throw抛出的是异常对象 ，throws声明的是异常类型，二者常配合使用。

3. 综合练习

题目：女朋友信息录入与校验程序

需求：

编写一个 Java 程序，实现女朋友信息（姓名和年龄）的录入功能。程序需要对输入的姓名和年龄进行合法性校验，并处理可能出现的输入异常，直到录入合法的信息后，输出女朋友的完整信息。

具体要求：

(1) 输入要求：程序通过控制台依次接收两项输入：

女朋友的姓名（字符串类型）
女朋友的年龄（需转换为整数类型）

(2) 校验规则：

① 姓名校验：姓名长度必须在 2-10 个字符之间（包含 2 和 10），不符合则视为非法。

② 年龄校验：

年龄必须是整数（若输入非数字字符串，视为格式错误）；
年龄数值必须在 18-40 之间（包含 18 和 40），不符合则视为范围错误。

(3) 异常处理：

若年龄输入为非整数（如 "abc"、"20.5"），需捕获NumberFormatException，并提示 "年龄的格式有误"。
若姓名长度不符合规则或年龄数值超出范围，需手动抛出RuntimeException，并提示 "姓名的长度或者年龄的范围有误"。
所有异常处理后，程序需重新提示用户输入，直到录入合法信息为止。

(4) 输出要求 ：当姓名和年龄均校验通过后，输出女朋友的信息（格式示例：GirlFriend{name='小丽', age=22}）。

(5) 提示：

需定义GirlFriend类，包含name和age属性，以及对应的setName(String name)和setAge(int age)方法（在 set 方法中实现校验逻辑，不合法时抛异常）。
使用Scanner接收控制台输入，通过try-catch块处理异常，配合循环实现 "不合法则重新输入" 的逻辑。

java 复制代码

package demo3;

import java.util.Scanner;

public class test4 {
    public static void main(String[] args) {
        Scanner sc = new Scanner(System.in);
        GirlFriend gf = new GirlFriend();
        while (true) {
            try {
                System.out.println("请输入你心仪的女朋友的名字");
                String name = sc.nextLine();
                gf.setName(name);

                System.out.println("请输入你心仪的女朋友的年龄");
                String ageStr = sc.nextLine();
                int age = Integer.parseInt(ageStr);
                gf.setAge(age);
                break;
            } catch (NumberFormatException e) {
                System.out.println("年龄的格式有误");
            } catch (RuntimeException e) {
                System.out.println("姓名的长度或者年龄的范围有误");
            }
        }
        System.out.println(gf);
    }
}

关键逻辑 1：String name = sc.nextLine();

nextLine() 方法会接收控制台输入的所有字符 （包括数字、字母、符号、空格等），无论输入的内容本身是什么类型（比如输入 123、abc、20岁 等），最终都会被转换为 String 类型 存储到 name 变量中。所以可以理解为："任何类型的输入内容，都会被当作字符串来接收"。

4. 自定义异常

当 Java 自带的异常类型无法满足业务需求时（如 "余额不足" 异常），可自定义异常类。

① 定义步骤

新建类，继承Exception（自定义 Checked 异常）或RuntimeException（自定义 Unchecked 异常）。
提供无参构造和带String message的构造方法（用于传递异常描述信息）。

② 代码示例

java 复制代码

// 自定义"余额不足"异常，继承RuntimeException（Unchecked异常）
public class InsufficientBalanceException extends RuntimeException {
    // 无参构造
    public InsufficientBalanceException() {
        super();
    }

    // 带异常信息的构造
    public InsufficientBalanceException(String message) {
        super(message);
    }
}

// 使用自定义异常
public void withdraw(double money, double balance) {
    if (money > balance) {
        // 手动抛出自定义异常
        throw new InsufficientBalanceException("余额不足，当前余额：" + balance);
    }
}