【Java 基础】13 异常

1.异常是什么

异常是指在程序运行过程中可能发生的、与正常执行流程不符的事件。这些事件可能包括错误、不合理的输入、资源不足等。在 Java 中，异常是通过 throw 语句抛出的，可以是 Java 内置的异常类，也可以是自定义的异常类。

2. 异常类的层次结构

在 Java 中，异常类被组织成一个层次结构。

所有的异常类都是 Throwable 类的子类，主要分为两大类：Error 和 Exception。

1）Error

表示严重的错误，程序通常无法处理。例如，OutOfMemoryError表示内存不足。

2）Exception

表示程序可以处理的异常。又分为两种， RuntimeException（运行时异常）和其他非运行时异常。

RuntimeException： 表示程序运行时可能会出现的异常，这些异常通常由程序员在编写代码时可以避免的，例如，NullPointerException、ArrayIndexOutOfBoundsException等。
非运行时异常： 表示程序运行时难以避免的异常，通常是由外部条件造成的。例如，IOException表示输入输出操作可能发生错误。

常见错误：

OutOfMemoryError 内存溢出
StackOverflowError 堆栈溢出异常
FileNotFoundException 找不到指定的文件或目录
RuntimeExceptions 运行时间异常
NullPointerException 空指针异常
ArithmeticException 数学运算异常
ArrayIndexOutOfBoundsException 数组下标越界异常
ClassCastException 类型转换异常
NumberFormatException 数字格式不正确异常

3. `try-catch` 块的使用

在 Java 中 try-catch块是用于捕获和处理异常的机制。在 try 块中放置可能抛出异常的代码，而在 catch 块中处理异常，使用 finally 来存放无论发不发生异常都要执行的代码。

try {
    // 可能抛出异常的代码
    // ...
} catch (ExceptionType1 e1) {
    // 处理 ExceptionType1 异常的代码
} catch (ExceptionType2 e2) {
    // 处理 ExceptionType2 异常的代码
} finally {
    // 无论是否发生异常，都会执行的代码块
}

try块： 包含可能抛出异常的代码。
catch块： 处理特定类型的异常。可以有多个catch块，每个块处理不同类型的异常。
finally块： 无论是否发生异常，都会执行的代码块。通常用于释放资源或清理工作。

4. 抛出异常

除了在运行时可能出现异常的情况下由系统抛出外，程序员也可以使用 throw 语句主动抛出异常。

public class CustomExceptionExample {
    public static void main(String[] args) {
        try {
            // 主动去抛出一个，自己定义的错误
            throw new CustomException("This is a custom exception.");
        } catch (CustomException e) {
            // 如果发生 CustomException 这种错误，然后输出下面的信息
            System.out.println("Caught custom exception: " + e.getMessage());
        }
    }
}

// 自己定义一种错误类型，继承自 Exception
class CustomException extends Exception {
    // 一个有参构造函数，传入一个 messag （错误信息）作为参数
    public CustomException(String message) {
        super(message);
    }
}

在上述例子中，CustomException 是自定义的异常类，通过 throw 语句抛出，并在 catch 块中捕获。

5. 使用`throws`关键字声明异常

在方法签名中使用 throws 关键字声明方法可能抛出的异常。这告诉调用者该方法可能引发的异常类型，使得调用者能够适当地处理异常。

public class ThrowsExample {
    public static void main(String[] args) {
        try {
        	// 因为此方法 使用了 throws 抛出 CustomException错误
        	// 所以这里 使用了 try catch 去处理
            methodWithException();
        } catch (CustomException e) {
            System.out.println("Caught custom exception: " + e.getMessage());
        }
    }

	// 因为这个方法内 有可能 会出现 CustomException 这个错误
	// 而 本方法 还不想去 处理这种错误，所以就继续向上抛，向上抛错使用的就是 throws 关键字
    public static void methodWithException() throws CustomException {
        // 可能抛出异常的代码
        throw new CustomException("This is a custom exception.");
    }
}

// 自己定义一种错误类型，继承自 Exception
class CustomException extends Exception {
    public CustomException(String message) {
        super(message);
    }
}