187. Java 異常 - 什么是異常？

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🚨 什么是“異常”？

在程序運行過程中，有些情況是“非正常的” —— 比如文件找不到、除數為零、數組越界……這些突發事件打斷了程序原本的運行流程，這就是 異常（Exception）。

? 定義：

異常是程序運行時發生的、打斷正常執行流程的一種事件。

當異常發生時：

1. 當前方法會 創建一個異常對象，這個對象封裝了錯誤信息；
2. 然后將這個對象 拋給 Java 運行時系統；
3. 運行時系統會尋找可以“處理”這個異常的代碼塊。

這個過程被稱為：拋出異常（throwing an exception）。

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🧱 異常對象中包含什么？

異常對象中通常包含以下信息：

• 異常的類型（如 NullPointerException、IOException 等）
• 錯誤發生時的程序狀態（棧軌跡、具體位置等）
• 可選的錯誤消息（message）

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Java 是怎么“處理”異常的？

關鍵概念：調用棧（Call Stack）

可以想象程序運行是一個“方法接著方法調用”的過程。發生異常時，Java 會沿著調用棧往上“尋找處理者” 👇

main() → methodA() → methodB() → methodC() ← 異常發生在這里

Java 會從 methodC 開始，逐層往上查找，尋找能處理此異常的方法。

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🧯 什么是異常處理器（Exception Handler）？

異常處理器是一段能夠“捕獲并處理”異常的代碼塊。通常使用 try-catch 語句編寫：

try {// 可能出錯的代碼int result = 10 / 0;
} catch (ArithmeticException e) {// 處理異常的代碼System.out.println("算術異常：除數不能為0！");
}

如果某個方法能處理該異常類型，它就 “捕獲（catch）” 了這個異常，程序可以繼續運行。

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🧭 示例：調用棧中的異常傳遞過程

public class Demo {public static void main(String[] args) {methodA();}public static void methodA() {methodB();}public static void methodB() {methodC();}public static void methodC() {int result = 10 / 0; // ArithmeticException}
}

此代碼運行時會報錯：

Exception in thread "main" java.lang.ArithmeticException: / by zeroat Demo.methodC(Demo.java:14)at Demo.methodB(Demo.java:10)at Demo.methodA(Demo.java:6)at Demo.main(Demo.java:2)

? Java 沿著調用棧找，但沒有任何一個方法提供處理器，所以程序崩潰。

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?? 如果沒人處理異常會怎樣？

如果異常從最底層冒到最頂層（main 方法），仍無人處理：

• 當前線程終止
• 如果是主線程 → 整個程序崩潰

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💡 為什么使用異常比傳統錯誤碼更好？

傳統方式（C 風格）：

int status = doSomething();
if (status == -1) {// 錯誤處理邏輯
}

Java 異常的優勢在于：

特點	好處
? 非常規返回值	? 不影響主邏輯的返回
? 忽略容易	? 統一強制檢查
? 錯誤信息不集中	? 異常對象封裝信息
? 嵌套判斷混亂	? try-catch 語義清晰

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🔍 常見異常類型

異常類型	說明
NullPointerException	訪問 null 引用的方法或字段
ArrayIndexOutOfBoundsException	數組越界
ArithmeticException	除以零等算術錯誤
IOException	I/O 操作失敗
ClassNotFoundException	類未找到

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🧾 小結

• 異常是運行時的問題，用對象表示，用拋出（throw）來傳播。
• Java 使用調用棧尋找可以處理異常的代碼塊。
• try-catch 是處理異常的標準方式。
• 異常使得錯誤處理邏輯與業務邏輯解耦，提升了代碼清晰度。

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🎯 建議實踐

? 編寫以下代碼練習理解異常處理：

public class TestException {public static void main(String[] args) {try {int[] arr = {1, 2, 3};System.out.println(arr[3]); // 越界} catch (ArrayIndexOutOfBoundsException e) {System.out.println("數組越界了！");e.printStackTrace(); // 查看異常軌跡}System.out.println("程序繼續執行...");}
}