【JAVA】 03-Java中的异常和包的使用

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内容待整理：

异常

异常和错误的发生和区别

• 异常：java运行期间发生的问题就是异常。

• 错误：

  • java中运行时发生的除了异常Exception还有错误error
  • 异常：通常发生可以有针对性的处理方式的
  • 错误：通常发生后不会有针对性的处理方式
    • error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，无法针对处理，只能修正代码。

异常发生的过程

• 示例：对给定数组，通过给定的角标获取元素。当角标越界时，异常发生的过程：

• 两个报错位置：

  • 一个类中的主函数调用语句 int num = getElement(arr, 4);
  • 另一个类中的被调用语句 int element = arr[index];

• 具体发生过程：

  • 被调用函数中：

    没有找到4的角标，运行时发生了问题，这个问题JVM认识
    这个问题java本身有描述，描述内容有： 问题的名称，问题的内容，问题的发生位置
    既然有这么多信息，java就将这些信息直接封装到对象中：对象名 -- ArrayIndexOutOfBoundsException
    throw new ArrayIndexOutOfBoundsException(index);//问题对象。函数到这里就结束了。
    jvm将问题抛给调用者main。

  • 主函数中：

    主函数就收到了越界异常对象。没有处理
    main函数就会继续抛出调用者jvm
    jvm收到问题后，就做出了最终的处理方式。
    将问题对象中的名称、信息、问题的位置，都显示在屏幕上，让软件使用者知道。
    同时，让程序提前终止。

  • tips -- 两个调用者：

    • 函数的调用者：main函数
    • main函数的调用者：JVM

异常的简单应用

• 考虑异常的必要性：

  • 在编写程序时，必须要考虑程序的问题情况。
  • 举例：卖水果功能需要传递钱参数，有可能有假币。
  • 所以定义程序需要考虑程序的健壮性。
  • 处理：加入一些逻辑性的判断。

• 注：编译--检查语法错误，运行--传值等，故是在运行时报异常

• 角标越界和空指针异常的自定义

  • 主函数调用：int num = d.detElement(arr, 3)

    • 当arr=null，空指针异常；当索引实参小于0或大于等于arr长度，角标越界异常。

  • 几种非异常抛出的处理的不合理之处：

    • 若仅打印提示语句，则下面的语句仍执行，不可。这一步已经错了，应该停止程序
    • 若return -1，return表示程序正常结束，不可。这一步已经错了，无法继续执行，必定不能正常结束。

  • 逻辑判断+异常抛出格式：

    if(....){ new throw XxxXxx("..."); }

  • 空指针异常示例：

    throw new NullPointerException("arr指向的数组不存在");

  • 数组角标越界异常示例：

    throw new ArrayIndexOutOfBoundsException("错误的角标， "+index+"索引在数组中不存在");

• 无效参数异常

  • 定义Person对象、构造函数初始化时判断年龄值age是否符合规范

  • 逻辑判断+异常抛出

    if(age<0 || age>200){ new throw IllegalArgumentException(age+"，年龄数值异常"); }

  • 注：新学一个异常，通过查阅API文档中“空指针异常”的父类的子类找到

  • 注：发现大部分异常都可以传String类型的参数来辅助说明

异常的自定义&体系&问题解决

• 在自定义异常的过程中遇到问题、解决问题的历程和经验

  • 自定义class NoAgeException -- 报错：不兼容 -- 引出Throwable
  • Throwable首字母大写，猜测是类或接口 -- 查阅API文档 -- Throwable是异常和错误的超类
  • Throwable说明：自定义异常被抛出，必须继承Throwable或其子类 -- Throwable有两个子类：Error和Exception
  • 选择性地继承Exception：class NoAgeException extends Exception -- 报错：未报告的异常错误，必须对其进行捕获或声明
  • 对照之前的几个java定义好的异常，查阅其API文档：这几个异常的父类都是RuntimeException
  • 查阅RuntimeException的API文档：RuntimeException执行时，异常以及其子类都无需进行声明 -- 对应错误提示“声明”二字
  • 自定义异常类改为继承RuntimeException：class NoAgeException extends RuntimeException -- 可以抛出，但没有显示实参信息
  • 查阅java定义好的异常的源码：发现其构造函数中带String参数的都继承了父类 super(s); -- 加入super(s)后可以正确抛出并显示提示信息了

• 问题解决tips：

  • 分析错误提示，提取关键词
  • 查阅API文档并阅读
  • 查阅源码并分析、仿写

• 自定义异常类最终版：

  class NoAgeException extends RuntimeException{ NoAgeException(){ super(); } NoAgeException(s){ super(s); } }

编译时的异常和运行时的异常的区别

• 异常分为两种：编译时异常和运行时异常

  • 编译时异常：编译器会检测的异常。（语法范围，必须捕获或声明）

  • 运行时异常：编译器不会检测的异常。不需要声明。

    • 如果声明了，就需要调用者给出处理方式。

• 列举几种常见的运行时异常：

  • IllegalArgumentException
  • NullPointerException
  • IndexOutOfBoundsException
  • ClassCastException

• Exception需要声明而RuntimeException不需要捕获或声明：

  • 不是功能本身发生的异常，而是因为比如调用者传递参数错误而导致功能运行失败，则不需要声明。
  • 这时也是问题，需要通过异常来体现，但是这个异常不需要声明出来。
  • 声明的目的是为了让调用者进行处理。
  • 不声明的目的是不让调用者进行处理，就是为了让程序停止，让调用者看到现象，并进行代码的修正。
    • 对于“代码修正”，Error同样是代码修正，但是Error是系统底层抛出的，一般是严重错误；而运行时异常是合理范围之内，和底层没有关系。

声明和捕获

• 声明

  • 将问题标识出来，报告给调用者。
  • 如果函数内通过throw抛出了编译时异常，而没有捕获，那么必须通过throws进行声明（表示这个方法有可能有问题），让调用者去处理。
  • 格式：类名后不加空格直接跟throws+异常类
  • 示例：
    void show(int x)throws Exception
Person(String name, int age)throws NoAgeException
  • 注：调用者（如主函数）选择捕获处理时不需要在调用者（如main后）加声明，而抛异常的函数仍需要throws声明，否则报错。

• 捕获

  • java中对异常有针对性的语句
  • 语句：
    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。 }
  • 注1：其中catch语句的参数“异常类”为声明中throws后面跟的异常类
  • 注2：其中finally语句块可以省略
  • 注3：python中的类似语句块：try.. except.. else...（else可省略）

• tips：

  • 编译器先检查语法等问题，最后才检查异常问题，故当看到编译失败显示的是异常错误，那么恭喜，说明其他的都没问题了。

• 示例思考：构造函数到底抛出NoAgeException继承Exception呢？还是RuntimeException呢？

  • 继承Exception，则：

    • 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
    • 但是如果后面使用到了Person对象的数据，会导致全都失败

  • 继承RuntimeException，则：

    • 不需要throws声明的，这时调用是不可能编写捕获代码的，因为调用根本就不知道有问题
    • 一旦发生NoAgeException，调用者程序会停掉，并由jvm将信息显示到屏幕上，让调用者看到问题，并修正代码

运行时异常的应用

• 预判需要编译时异常还是运行时异常

  • 案例1：长方形长和宽的数值异常 -- 运行时异常，仅声明
  • 案例2：毕老师讲课时电脑蓝屏，重启处理 -- 编译时异常，捕获
  • 调用到了声明异常的方法，到底是捕获还是声明？
    • 有具体的捕获处理方法吗？有，捕获；没有，声明。
    • 可以处理，重启就可以了，重启是电脑的功能。

异常的转换

• 案例2：当多个异常，且存在不能处理的异常时：异常的转换

• 一个方法可以通过throws声明多个问题

  public void run()throws LanPingException, MaoYanException

• 对于声明多个异常的方法，在处理时，需要定义多个catch与之对应

• 注意：可以一个try多个catch，存在子父类异常时，子类上，父类下

  • 因为catch是顺序执行的，父类上则子类执行不到了

• 区分能处理异常和能处理因此异常导致的异常

  • 不能处理“冒烟”，但是可以处理冒烟导致的“课程停止”异常
  • 在冒烟中抛“课时停止”，并在主函数中catch“课程停止”异常并进行处理（“换老师”）
  • 不要抛对方不能处理的异常：存钱时，不要跟储户说金库门坏了，说对他的钱的处理方式。

throw和throws的区别:

• 1、throw用在函数内
  throws用在函数上
• 2、throw抛出的是异常对象
  throws用于进行异常类的声明，后面异常类可以有多个，用逗号隔开

finally的使用

• 作用：存放一定会执行到的语句

  • 当catch中有return时，在return之前，会先执行完finally中的语句，再return

• 只有一种情况发生时，finally也不执行（需要把上面的return注释掉）

  • System.exit(0);//退出JVM

finally的应用场景

• 只要程序中使用到了具体的资源（数据库连接，IO资源，网络连接socket等）
  需要释放，都必须定义在finally中。（只有在这儿才能真正被释放）
• 在定义程序时，只要问题发生与否，指定程序都需要执行时，就定义在finally中

• 注意：面试会考的tips：

  • finally代码块仅在catch的return之前执行，即return前的语句都执行完成后再执行finally。
  • finally代码块中如果有return，则提前结束功能，catch中的return就执行不到了。
  • 能结束函数的语句，除了return，还有异常。抛异常也可以结束。

try catch finally组合方式

• 1、try catch：

  • 对代码进行异常检测，并对检测的异常传递给catch处理，叫做：异常捕获处理。
    （注：有catch才叫捕获处理，没catch写try也没用）
    void show()throws?
    //声明不声明需要看捕获的异常是否有处理方式
    //如果有，不声明；如果没有，要抛出的那种，就要声明。

• 2、try finally：

  • 对代码进行异常检测，检测到异常后，因为没有catch，所以一样会被默认jvm抛出, 叫做：异常没有捕获处理。
  • 但是功能所开启的资源需要进行关闭，所以有finally。
    void show()throws//没有catch，没有捕获处理，要声明

• 3、try catch finally:

  • 检测异常，并传递给catch处理，并定义资源释放（最常见的）

• 4、try catch1 catch2 catch3...

  • catch取决于抛多少个异常，针对性处理

异常在覆盖中的细节

异常在继承或实现中的使用细节：重点掌握

• 1、子类在覆盖父类方法时，如果父类的方法声明异常，子类只能声明父类异常，或者该异常的子类，或者不声明。
• 2、当父类方法声明多个异常时，子类覆盖时，只能声明多个异常的子集。
• 3、当被覆盖的方法没有异常声明时，子类覆盖时是无法声明异常的。（但是子RuntimeExceptio可以，因为这个不需要声明）
  • 举例：父类存在这种情况，接口也有这种情况（接口没有方法体，所有一般不明确异常）
  • 问题：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，这时怎么办？
    - 无法进行throws声明，只能进行catch的捕获。万一问题处理不了呢？catch中继续throws抛出，但是只能将异常转换成RuntimeException

包

package的使用

• 对于多个类，为了便于管理（类的同名情况），所以java提供了一个解决方案
• 包机制：落实到操作系统上，就是文件夹。
  对Java的文件进行分文件夹管理。

• 包的定义：使用关键字 package。

• 包的作用：

  • 1、对类文件进行管理。
  • 2、给类文件提供了名称空间。
    package mypack;//包名中的所有的字母都小写
package mypack.haha.hehe.xixi;//多级包时，加句点

包与包之间的访问

• 总结：

  • "找不到符号DemoA"：类名写错，有了包的类，类名：包名.类名 -- 这才是类的全名称
  • "程序包packa不存在"：包在当前目录下没有找到，set classpath=d.myclass
  • 包与包之间的类在访问时，被访问的类以及成员都必须public修饰

• 注意事项：

  • 被public修饰的类或者接口所属的java文件名必须和类或接口的名称一致。否则编译失败。

包与包之间的继承

• 父类可以给其他包中的子类提供一种特殊的权限protected
  只有继承为子类后，才可以访问的权限。
• 包与包之间访问，只有两种权限可用，public protected（该权限只能给不同包中的子类使用）
  
• 保护权限开发用的不多，必须先继承才能用。包与包之间用不了，本包可以。

import关键字

• import -- 导入

• import作用：

  • 包的出现，导致类的名称过长，书写不方便
  • import作用简化类名书写，省略包名。
  • 注：import不是必须要写。不写import，则直接写全包名即可。
• 一般一个程序中：仅写一个package并且放在程序首行，但是可以写多个import
• 一个包中需要的类很多时，写通配符星号即可 import packa.*;
  真正开发时，不建议用星号，有几十个就写几十个（高级编辑器一个快捷键解决）

• 特殊情况一：包中包，多级包时

  • 若只import第一层包名，则包中包下的类文件不可用
  • 明确了使用的类所属的包，而不会导入包中子包中的类
  • 正确方式：import 包1.包2.包n.*
  • 注意：导包 -- 导入的是包中的类，不是包中的包

• 特殊情况二：不同包中有相同名称的类。

  • 使用该类时，必须指定包名，否则区分不出来，产生了不确定性

jar包

• Jar包：java中的压缩包。

  • 读法：架包，勾包
  • 使用不给力，但是真实开发必须用。

• 打压缩包：javac -cvf xx.jar xxx

  • c：创建新的归档文件
  • v：创建过程中显示详细信息在屏幕上
  • f：归档文件的名称要明确“xx.jar”
  • 最后生成一个xx.jar压缩包
• 打压缩包后，java运行：直接将jar导入到classpath路径即可正常使用
  • 设置classpath路径：set classpath=.\xx.jar
  • java pack.JarDemo可正常运行

END