在Java中，異常（Exception）是一種在程序運行過程中出現的不正常情況。異常機制提供了一種從錯誤中恢復的途徑。異常分為兩大類：檢查異常（Checked Exception）和運行時異常（Runtime Exception）。此外，還有錯誤（Error），盡管它們在語義上和異常類似，但它們表示系統級的異常情況。

1. 異常分類

檢查異常（Checked Exception）

這些異常在編譯時由編譯器檢查。如果方法拋出一個檢查異常，必須要么捕獲它（使用 try-catch 塊），要么在方法簽名中聲明拋出它（使用 throws 關鍵字）。

常見的檢查異常類：

• IOException
• SQLException
• ClassNotFoundException
• FileNotFoundException

運行時異常（Runtime Exception）

這些異常在編譯時不進行檢查，只有在運行時拋出。這些異常通常是程序邏輯錯誤導致的，例如非法參數傳遞給方法等。

常見的運行時異常類：

• NullPointerException
• ArrayIndexOutOfBoundsException
• ArithmeticException
• IllegalArgumentException
• ClassCastException

錯誤（Error）

這些是由Java虛擬機（JVM）拋出的嚴重錯誤，程序無法處理或恢復。例如，內存溢出（OutOfMemoryError）。錯誤通常表示系統級別的問題，程序不應該試圖捕獲這些錯誤。

常見的錯誤類：

• OutOfMemoryError
• StackOverflowError
• VirtualMachineError
• AssertionError

2. 異常類結構

在Java中，所有的異常類都繼承自 java.lang.Throwable。Throwable類有兩個重要的子類：Error 和 Exception。其中，Exception 又進一步分為 RuntimeException 和其他檢查異常。

異常類層次結構：

java.lang.Object└── java.lang.Throwable├── java.lang.Error└── java.lang.Exception├── java.lang.RuntimeException└── 其他檢查異常

3. 常見異常類

檢查異常類（Checked Exception Classes）：

• java.io.IOException：IO操作失敗或中斷。
• java.sql.SQLException：數據庫訪問錯誤。
• java.lang.ClassNotFoundException：無法找到指定的類。
• java.io.FileNotFoundException：嘗試打開的文件不存在。

運行時異常類（Runtime Exception Classes）：

• java.lang.NullPointerException：調用了空對象的屬性或方法。
• java.lang.ArrayIndexOutOfBoundsException：數組下標越界。
• java.lang.ArithmeticException：算術運算錯誤，如被零除。
• java.lang.IllegalArgumentException：非法參數。
• java.lang.ClassCastException：對象無法強制轉換到指定的類型。

錯誤類（Error Classes）：

• java.lang.OutOfMemoryError：JVM沒有足夠的內存。
• java.lang.StackOverflowError：方法調用棧溢出。
• java.lang.VirtualMachineError：虛擬機發生內部錯誤。
• java.lang.AssertionError：斷言失敗。

4. 自定義異常

有時候，標準的異常類不能完全描述問題，這時可以創建自定義異常類。自定義異常類通常繼承自 Exception 或 RuntimeException。

自定義檢查異常示例：

public class CustomCheckedException extends Exception {public CustomCheckedException(String message) {super(message);}
}

自定義運行時異常示例：

public class CustomRuntimeException extends RuntimeException {public CustomRuntimeException(String message) {super(message);}
}

5. 異常處理示例

捕獲和處理異常：

public class ExceptionHandlingExample {public static void main(String[] args) {try {// 可能拋出檢查異常的方法checkedExceptionMethod();} catch (CustomCheckedException e) {System.out.println("Caught custom checked exception: " + e.getMessage());}try {// 可能拋出運行時異常的方法runtimeExceptionMethod();} catch (CustomRuntimeException e) {System.out.println("Caught custom runtime exception: " + e.getMessage());}}public static void checkedExceptionMethod() throws CustomCheckedException {throw new CustomCheckedException("This is a custom checked exception");}public static void runtimeExceptionMethod() {throw new CustomRuntimeException("This is a custom runtime exception");}
}

總結

• 檢查異常需要在編譯時處理或聲明，表示可以預期的異常情況。
• 運行時異常通常是編程錯誤，只有在運行時才會發現，不需要在編譯時處理。
• 錯誤是嚴重的系統級問題，程序不應嘗試處理。
• 可以通過繼承 Exception 或 RuntimeException 創建自定義異常類，以更好地描述特定的異常情況。