Java中的异常处理机制

我们详细讲解一下 Java 中的异常，包括异常的概念、分类、处理方式和常见异常，并配套练习题和答案，力求让你一看就懂！

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📘 一、异常的概念

异常（Exception） 是程序运行中发生的不正常事件，会导致程序的中断或错误。
Java 使用异常机制来处理这些错误，以提高程序的健壮性和容错性。

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📘 二、异常的分类

Java 的异常有两大类：

1. 检查异常（Checked Exception）

   • 编译时必须处理，否则无法通过编译。
   • 如：IOException, SQLException 等。

2. 运行时异常（Unchecked Exception）

   • 编译时不要求必须处理，通常是程序员的错误。
   • 如：NullPointerException, ArrayIndexOutOfBoundsException 等。

3. 错误（Error）

   • 系统级错误，无法通过程序处理，通常是 JVM 级别问题。
   • 如：OutOfMemoryError, StackOverflowError 等。

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📘 三、异常的继承体系

Java 中异常的继承关系如下：

Throwable
│
├── Error（错误，系统级问题，无法恢复）
│
└── Exception（异常，程序级问题，可以处理）│├── 运行时异常 RuntimeException│     └── NullPointerException, ArithmeticException, etc.│└── 检查异常（非运行时异常）└── IOException, SQLException, etc.

• Throwable 是所有异常和错误的父类。
• Exception 是所有可处理异常的父类。
• RuntimeException 是运行时异常的父类。

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📘 四、异常的处理方式

Java 使用 try-catch-finally 语句来处理异常。

1. try-catch 结构

try {// 可能产生异常的代码
} catch (异常类型 变量名) {// 处理异常的代码
}

示例：

public class ExceptionDemo {public static void main(String[] args) {try {int a = 10 / 0;  // 这里会产生 ArithmeticException} catch (ArithmeticException e) {System.out.println("除数不能为零！");}}
}

输出：

除数不能为零！

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2. try-catch-finally 结构

try {// 可能产生异常的代码
} catch (异常类型 变量名) {// 处理异常的代码
} finally {// 无论是否发生异常，都会执行的代码
}

示例：

public class FinallyDemo {public static void main(String[] args) {try {int[] arr = new int[2];arr[3] = 10; // 访问越界，产生 ArrayIndexOutOfBoundsException} catch (ArrayIndexOutOfBoundsException e) {System.out.println("数组越界异常！");} finally {System.out.println("无论是否发生异常，这里都会执行。");}}
}

输出：

数组越界异常！
无论是否发生异常，这里都会执行。

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3. throws 关键字

• 用于方法声明时，抛出异常给调用者处理。
• 通常用于检查异常。

示例：

import java.io.*;public class ThrowsDemo {public static void main(String[] args) throws IOException {readFile("test.txt");}public static void readFile(String path) throws IOException {FileReader fr = new FileReader(path);fr.close();}
}

解释：IOException 是检查异常，需要抛出或捕获处理。

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4. 自定义异常

可以通过继承 Exception 或 RuntimeException 来创建自定义异常：

class MyException extends Exception {public MyException(String message) {super(message);}
}public class CustomExceptionDemo {public static void main(String[] args) {try {throw new MyException("自定义异常触发！");} catch (MyException e) {System.out.println(e.getMessage());}}
}

输出：

自定义异常触发！

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📘 五、常见异常解析

异常类型	说明
NullPointerException	空指针异常，访问 null 对象的属性或方法
ArrayIndexOutOfBoundsException	数组索引越界异常
ArithmeticException	算术异常，如除零
ClassCastException	类型转换异常
NumberFormatException	数字格式转换异常，如将字母转为数字
IOException	IO 输入输出异常

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📘 六、练习题（带答案）

1. 运行以下代码会发生什么异常？

public class Test {public static void main(String[] args) {int[] arr = {1, 2, 3};System.out.println(arr[3]);}
}

答案：ArrayIndexOutOfBoundsException

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2. 使用 try-catch-finally 处理以下代码的异常：

public class Test {public static void main(String[] args) {String str = null;System.out.println(str.length());}
}

答案：

public class Test {public static void main(String[] args) {try {String str = null;System.out.println(str.length());} catch (NullPointerException e) {System.out.println("空指针异常！");} finally {System.out.println("执行完毕！");}}
}

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3. 自定义一个异常 NegativeNumberException，当传入负数时抛出异常。

答案：

class NegativeNumberException extends Exception {public NegativeNumberException(String message) {super(message);}
}public class Test {public static void main(String[] args) {try {checkNumber(-5);} catch (NegativeNumberException e) {System.out.println(e.getMessage());}}public static void checkNumber(int num) throws NegativeNumberException {if (num < 0) {throw new NegativeNumberException("不能输入负数！");}}
}

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