Was ist eine Ausnahme in Java?

Eine Ausnahme in Java, auch als Ausnahme bezeichnet, ist ein Ereignis, das während der Programmausführung auftritt und den normalen Befehlsfluss des ausführenden Programms unterbricht. Um laufende Fehler im Programm zeitnah und effektiv behandeln zu können, müssen Ausnahmeklassen verwendet werden.

Ausnahmeeinführung

In einem Programm können Fehler aufgrund verschiedener Situationen auftreten, die der Programmierer nicht erwartet hat, oder aufgrund von Umständen, die außerhalb der Kontrolle des Programmierers liegen, wie z. B. fehlerhafte Daten des Benutzers , versuchen, eine Datei zu öffnen, die nicht existiert usw. Um laufende Fehler im Programm schnell und effektiv behandeln zu können, hat Java speziell die Ausnahmeklasse eingeführt.

Beispiel 1

Um besser zu verstehen, was eine Ausnahme ist, schauen wir uns ein sehr einfaches Java-Programm an. Der folgende Beispielcode ermöglicht dem Benutzer die Eingabe einer Ganzzahl zwischen 1 und 3 und führt in anderen Fällen zu einem Eingabefehler.

package ch11;
import Java.util.Scanner;
public class TestO1
{
    public static void main(String[] args)
    {
        System.out.println("请输入您的选择：（1~3 之间的整数）");
        Scanner input=new Scanner(System.in);
        int num=input.nextInt();
        switch(num)
        {
            case 1:
                System.out.println("one");
                break;
            case 2:
                System.out.println("two");
                break;
            case 3:
                System.out.println("three");
                break;
            default:
                System.out.println("error");
                break;
        }
    }
}

Normalerweise folgt der Benutzer den Systemanweisungen, um eine Zahl zwischen 1 und 3 einzugeben. Wenn der Benutzer jedoch nicht wie erforderlich eingibt, beispielsweise den Buchstaben „a“, tritt beim Ausführen des Programms eine Ausnahme auf und die Ausführungsergebnisse sind wie folgt.

请输入您的选择：（1~3 之间的整数）
a
Exception in thread "main" java.util.InputMismatchException
at java.util.Scanner.throwFor(Unknown Source)
at java.util.Scanner.next(Unknown Source)
at java.util.Scanner.nextInt(Unknown Source)
at java.util.Scanner.nextInt(Unknown Source)
at text.text.main(text.java:11)

Ursachen und Nutzungsprinzipien von Ausnahmen

Es gibt drei Hauptgründe, warum eine Ausnahme in Java auftritt:

1. Ein interner Fehler ist aufgetreten , eine von der Java Virtual Machine generierte Ausnahme.

2. Ausnahmen, die durch Fehler im geschriebenen Programmcode verursacht werden, wie z. B. Nullzeiger-Ausnahmen, Array-Out-of-Bounds-Ausnahmen usw. Diese Art von Ausnahme wird als ungeprüfte Ausnahme bezeichnet und es ist im Allgemeinen erforderlich, diese Ausnahmen in bestimmten Klassen zentral zu behandeln.

3. Ausnahmen, die manuell durch die throw-Anweisung generiert werden. Diese Ausnahme wird als geprüfte Ausnahme bezeichnet und wird im Allgemeinen verwendet, um dem Aufrufer der Methode einige notwendige Informationen mitzuteilen.

Java behandelt Ausnahmen durch einen objektorientierten Ansatz. Wenn während der Ausführung einer Methode eine Ausnahme auftritt, generiert die Methode ein Objekt, das die Ausnahme darstellt, und übergibt es an das Laufzeitsystem. Das Laufzeitsystem sucht nach dem entsprechenden Code zur Behandlung der Ausnahme.

Wir nennen den Prozess des Generierens eines Ausnahmeobjekts und seiner Übermittlung an das Laufzeitsystem das Auslösen einer Ausnahme. Das Laufzeitsystem durchsucht den Aufrufstapel der Methode, bis es ein Objekt findet, das diese Art von Ausnahme verarbeiten kann. Dieser Vorgang wird als Abfangen der Ausnahme bezeichnet.

Java-Ausnahmen zwingen Benutzer dazu, die Robustheit und Sicherheit ihrer Programme zu berücksichtigen. Die Ausnahmebehandlung sollte nicht zur Steuerung des normalen Programmablaufs verwendet werden. Ihre Hauptfunktion besteht darin, Ausnahmen zu erfassen, die während der Ausführung des Programms auftreten, und sie entsprechend zu behandeln. Beim Schreiben von Code zur Behandlung von Ausnahmen, die in einer bestimmten Methode auftreten können, können Sie die folgenden drei Prinzipien befolgen:

1. Verwenden Sie try-catch-Anweisungen in der aktuellen Methodendeklaration, um Ausnahmen abzufangen.

2. Wenn eine Methode überschrieben wird, muss die Methode, die sie überschreibt, dieselbe Ausnahme oder eine Unterklasse der Ausnahme auslösen.

3. Wenn die übergeordnete Klasse mehrere Ausnahmen auslöst, muss die überschreibende Methode eine Teilmenge dieser Ausnahmen auslösen und kann keine neuen Ausnahmen auslösen.

Ausnahmetypen

Alle Ausnahmetypen in Java sind Unterklassen der integrierten Klasse java.lang.Throwable, d. h. Throwable befindet sich auf der obersten Ebene der Ausnahme Klassenhierarchie. Unter der Throwable-Klasse gibt es zwei Ausnahmezweige, Exception und Error, wie in Abbildung 1 dargestellt.

Wie Sie in Abbildung 2 sehen können, ist die Throwable-Klasse die Oberklasse aller Ausnahmen und Fehler. Es gibt unten zwei Unterklassen, die Fehler und Ausnahmen darstellen. Unter diesen ist die Ausnahmeklasse Exception in Laufzeitausnahmen und Nicht-Laufzeitausnahmen unterteilt. Es gibt einen großen Unterschied zwischen diesen beiden Ausnahmen, die auch als ungeprüfte Ausnahme (Unchecked Exception) und geprüfte Ausnahme (Checked Exception) bezeichnet werden.

·Die Exception-Klasse wird für Ausnahmen verwendet, die in Benutzerprogrammen auftreten können. Sie ist auch eine Klasse, die zum Erstellen benutzerdefinierter Ausnahmetypklassen verwendet wird.

·Fehler definiert Ausnahmen, die unter normalen Umständen voraussichtlich nicht vom Programm abgefangen werden. Ausnahmen vom Typ „Error“ werden von der Java-Laufzeit verwendet, um Fehler anzuzeigen, die das Laufzeitsystem selbst betreffen. Ein Stapelüberlauf ist ein Beispiel für diesen Fehler.

·In diesem Kapitel wird nicht auf die Ausnahmebehandlung vom Typ „Fehler“ eingegangen, da es sich in der Regel um katastrophale und schwerwiegende Fehler handelt, die außerhalb der Kontrolle des Programms liegen. Im Rest dieses Kapitels wird die Ausnahmebehandlung des Ausnahmetyps erläutert.

Laufzeitausnahmen sind Ausnahmen der RuntimeException-Klasse und ihrer Unterklassen, wie z. B. NullPointerException, IndexOutOfBoundsException usw. Diese Ausnahmen sind nicht aktiviert und können im Programm erfasst oder nicht verarbeitet werden. Diese Ausnahmen werden im Allgemeinen durch Programmlogikfehler verursacht, und das Programm sollte versuchen, das Auftreten solcher Ausnahmen aus logischer Sicht zu vermeiden.

Nicht-Laufzeitausnahmen beziehen sich auf andere Ausnahmen als RuntimeException und gehören alle zur Exception-Klasse und ihren Unterklassen. Aus Sicht der Programmsyntax handelt es sich um eine Ausnahme, die behandelt werden muss. Wenn sie nicht behandelt wird, wird das Programm nicht kompiliert. Wie IOException, ClassNotFoundException usw. und benutzerdefinierte Ausnahmeausnahmen. Im Allgemeinen werden keine benutzerdefinierten geprüften Ausnahmen verwendet. Tabelle 1 listet einige gängige Ausnahmetypen und ihre Funktionen auf.

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