例外處理(Exception Manager)

• 何謂例外?

例外，是當程式在執行的過程中，發生了非預期的狀況，也可以說是非預期的錯誤，例如網路程式在進行資料傳輸時，網路突然的斷線，或是要開啓一個檔案時，該檔案卻不存在，以上的這些情形皆稱為例外。

較以往傳統對例外的處理方式，主要是利用if語法來判斷該段程式的執行結果是否正確，並對錯誤的情況做出適當的處理。但是使用if語法的缺點為程式會變的相當的冗長，一但要處理的例外狀況變多時，對於各種例外狀況的管理與維護將會是一件相當另人頭痛的事。在Java的語法中對於例外處理提供了另外一種機制，以物件化的方式來表達和種不同的例外狀況，並以try catch的架構來簡化例外處理的判斷。

例外處理的基本語法：

例外的處理語法與swtich case相當的類似，都是以區塊的方式來將不同的例依各別的方式進行處理。而各種不同可能會發生的例外狀況，則皆以物件的方式來表達，我們可以直接利用Java內定義好的例外物件來做判斷，也可以自行定義適合的例外物件。

在Java中所有的例外都是Throwable的子類別，而在Throwable類別後主要又可以分為兩大子類別，分別是Err類別與Exception類別。

• Err類別：Err類別主要是針對程式運作時發生錯誤的狀況，例外記憶體不足、堆疊溢位等．．，這類的錯誤通常很難預期何時會發生，發生往往都會造成系統嚴重的錯誤，相對的也相當不容易做處理。，
• Exception類別：Exception主要是用來捕捉程式束預期可能會發生的例外狀況，使用者可以利用此類別自訂所需的例外類別。

底下為部份Java己為我們訂義的一些例外類別：

• NullPointException當物件指向Null時所發生的例外事件。
• RuntimException執行時期所會發生的例外事件。
• ClassNotFoundException找不到類別時所會發生的例外事件。
• ClassCastException類別無法進行轉型時所發生的例外事件。
• IOException有關IO處理所會發生的例外事件
• ArithmeticException進行算術運算處理時，所會發生的例外事件。
• InterrupedException進行中斷處理時所會發生的例外事件。
• FileNotFoundException找不到檔案時會發生的例外事件。

• NumberFormatException字串轉換數字格式不符時所會發生的例外事件。

• 為您的程式加入例外處理

在Java的世界中，例外處理的運作方式相當的簡單，當程式在運作時發生自身無法處理的狀況時，便會將這個狀況往更上一個層級丟去，這裡指的上一個層級可能父類中所覆寫的函式，或是丟往上一個呼叫函式。有人丟出例外就必須有人撿，所以一但你所使用的Java函式有發出例外的可能，Java就會強制規定你必須對該例外做出回應動作，你可以選擇利用try catch將該例外抓取下來，並進行處理，或是不對例外做處理，而直接把發生的例外丟往呼叫上一層函式。簡單的說try區塊是負責接收程式所丟出的例外物件，而catch則是比較所接收到的例外物件是否己有訂義處理的方式。所以說一組try區塊可以同時搭配多組的catch區塊，依照不同的例外狀況做個各的處理動作。

下列範例為算術運算例外事件範例，當我們在進行算術運算時，若發生除以0的情況，便會發生此例外事件。在程式中利用try catch語法，將進行算術運算的程式片段給包裝起來，一但在此段程式碼中發生算術例外處理時，系統便捉取到例外事件的發生，並找到ArithmeticException例外時的處理方式。

【範例程式】除零例外:

【執行結果】

圖 414 算術例外範例執行結果

另一種例外處理方式為將例外事件丟往上一層函式中去處理，此時上一個函式就必須對接收到的例外事件做出處理，或是在繼續的往上層丟。下例為一個NumberFormatException範例，在此範例中，例外發生時並不會在該函式中立即的被處理，而是會被丟往上一層的函式中去進行例外的處理。在函式宣告時必須利用關鍵字throws關建字宣告所可以可以拋出的例外名稱，可以同時宣告多組例外物件只需在每個名稱後面加上逗號(，)，在函式中則可利用throw關鍵字拋出例外物件，所拋出的例外必須是函式上所宣告的例外或是其子類別。

【範例程式】除零例外-丟出例外:

【執行結果】

圖 415 自行丟出除零例外

• 自行定義所需的例外

到目前為止我們所使用的例外類別都是Java為我們所訂義好的，雖然Java所提供的例外類別己相當的豐富，但還是有許多比較特別的例外狀態，是Java的例外類別中無法提供的，此時就必須量身訂做一個專屬的例外類別，以更符何程式的設計需求。

在先前我們有介紹過，所有的例外類別都是Throwable的子類別，因此我們只需要找一個Throwable底下的子類別來繼承，就可以建立一個獨立的例外例別。如下範例為一個自定例外類別，繼承至Exception類別，

【範例程式】自訂例外－定義例外類別

在定義完一個獨立的例外類別後，接著我們要為該例外決定拋出的時機，也就是定義所處理的例外狀況為何，這完全是由程式設計員依程式的需求而定，只要認定有該例外狀況發生，便可以依據此例外類別建立新的例外物件，並利用throw關鍵字將例外物件丟出，當然在丟出例外所屬的函式上也必須利用throws關鍵字宣告可丟出RangeException類別，最後例外類別將會傳回到呼叫該函式的來源，並同時被try　catch機制所捕捉，做出適當的回應或處理。在本範例中RangeException將被定位為處理輸入值範圍錯誤的狀況，例如一個成積輸入函式，應當輸入的數值範圍為0~100分，若輸入數直不在此範圍中，則將會拋出RangeException例外。以下為一個簡單的計算成積平均程式，在陣例中存放著不同人的考試成積，但其中有二個人的輸入值有誤，一個超過了100分，一個則為負數，兩者都並不在規定的0~100的範圍內，此時RangeException例外就會被發出，並顯示錯誤訊息於螢幕上。

【範例程式】自訂例外－拋出例外

【執行結果】

圖 416 計算平均成積範例執行結果