JavaSE 基础 — Day12 笔记

日期：2026-07-28
项目：c260728
作者：WanJL

一、Java 异常处理（Exception Handling）

1.1 异常的概念

异常（Exception） 就是程序出现不正常的情况。

在 Java 中，异常和错误都继承自 Throwable 类：

Throwable（顶级父类）
    ├── Exception（异常类 — 程序本身可以处理的问题）
    │     ├── RuntimeException（运行时异常）
    │     │       ├── ArithmeticException（算术异常，如除零）
    │     │       ├── ArrayIndexOutOfBoundsException（数组下标越界）
    │     │       ├── NullPointerException（空指针异常）
    │     │       └── ...
    │     └── 非 RuntimeException（编译期异常 — 编译时必须处理）
    │           ├── IOException
    │           ├── SQLException
    │           └── ...
    └── Error（错误类 — 严重问题，代码无法处理）
          ├── StackOverflowError（栈溢出，如无限制递归）
          ├── OutOfMemoryError（内存溢出）
          └── ...

📄 来源：Demo01.java

核心要点：

Exception 及其子类可以被我们捕获处理或抛出，是程序可以处理的问题。
Error 是内存级别的严重问题，不是我们可以捕获抛出的，需要改代码。
只有 Exception 类或其子类，才可以被我们捕获处理或抛出。

1.2 编译期异常 vs 运行时异常

类型	说明	示例
编译期异常（Checked Exception）	编译时就会报错，必须处理（捕获/抛出）才能通过编译	`IOException`, `SQLException`
运行时异常（Runtime Exception）	编译时不报错，运行后才报错。所有运行时异常的父类是 `RuntimeException`	`ArithmeticException`, `NullPointerException`, `ArrayIndexOutOfBoundsException`

Java 程序执行流程：

.java（源代码）  ---[javac 编译]--->  .class（字节码）  ---[java 解释]--->  运行结果
                   编译期                                  运行期

编译期异常：在 Java 源代码编译成字节码的过程中出现，必须处理。
运行期异常：编译阶段没有任何错误，但在从字节码文件解释运行获取结果期间出现错误。

📄 来源：Demo01.java

1.3 JVM 对异常的默认处理

如果程序出了问题，我们不做任何处理，最终会由 JVM 做默认处理，处理步骤：

把 异常的名称、错误原因、以及异常出现的位置 等信息输出在控制台
程序停止运行

📄 来源：Demo01.java

1.4 异常处理方式一：try-catch 捕获处理

语法格式

try {
    // 可能出现异常的代码
} catch (异常类型1 变量名) {
    // 异常类型1的处理方式
} catch (异常类型2 变量名) {
    // 异常类型2的处理方式
} catch (异常类型n 变量名) {
    // 异常类型n的处理方式
}

多个 catch 块的执行顺序

多个 catch 块遵循 从上到下匹配 的原则
一旦匹配到某个异常类型，就执行对应的 catch 块，然后跳出 try-catch 结构
建议将 子类异常放在前面，父类异常放在后面，否则父类异常会"拦住"子类异常，导致子类 catch 块不可达

代码示例（更新版——含异常常用方法）

int a = 0;
int[] arr;
try {
    arr = new int[]{};
    arr[3] = 5;  // 数组下标越界 → ArrayIndexOutOfBoundsException
    System.out.println("55555555555555555");  // 不会执行
} catch (ArithmeticException e) {
    System.out.println("不能除以0");
    System.out.println("以及一些其他的异常处理操作.....");
    System.out.println(e.getMessage());       // 获取异常描述信息
} catch (RuntimeException e) {
    System.out.println("出现了运行时异常");
    System.out.println("输出的异常信息：" + e.getMessage());           // 异常描述
    System.out.println("输出完整的异常信息：" + e.fillInStackTrace()); // 完整堆栈追踪
    System.out.println(e.getCause());                                 // 异常原因（若无返回null）
} catch (Exception e) {
    System.out.println("出现了异常..但不是运行时异常");
    System.out.println(e.getMessage());
}
System.out.println(a);
System.out.println("........后续的代码正在运行................");

📄 来源：Demo01.java（更新后）

输出结果分析： 由于 arr[3] = 5 抛出的是 ArrayIndexOutOfBoundsException，它是 RuntimeException 的子类，因此会被第二个 catch 块捕获，输出"出现了运行时异常"，然后程序继续执行后续代码。

1.5 异常常用方法（Throwable 常用 API）

当 catch 捕获到异常对象 e 后，可以调用 Throwable 类提供的方法来获取异常的详细信息：

方法	说明
`String getMessage()`	返回异常的详细描述信息（最常用）
`Throwable fillInStackTrace()`	返回完整的堆栈追踪信息
`Throwable getCause()`	返回异常的原因（若无 cause 则返回 null）
`void printStackTrace()`	将异常的堆栈追踪信息输出到标准错误流

catch (RuntimeException e) {
    System.out.println(e.getMessage());              // 如："Index 3 out of bounds for length 0"
    System.out.println(e.fillInStackTrace());        // 完整堆栈信息
    System.out.println(e.getCause());                // 异常原因（通常为 null）
}

📄 来源：Demo01.java（catch 块中的新增调用）

1.6 异常处理方式二：throws 抛出

我们不处理异常，交给调用者去处理。如果方法内包含编译期异常，可以不在方法内处理，只使用 throws 抛出：

谁调用了这个方法，谁去处理
调用者如果不处理，可以继续抛出

最终抛给 JVM，JVM 进行默认的处理

public void method() throws IOException {
// 方法体中的编译期异常不处理，交给调用者
}

📄 来源：Demo01.java（概念说明）

1.7 异常处理的编程思想 — 鲁棒性（健壮性）

处理异常：能处理就处理，处理不了的也要让程序能够继续运行，这才是最重要的
鲁棒性（Robustness）：程序出现异常但能够处理或能够正常运行，体现程序的健壮性
实际开发场景：兜住异常，记录日志，给开发人员发邮件

📄 来源：Demo01.java

1.8 finally — 一定会被执行的代码

为什么需要 finally

无论是自己处理异常（try-catch），还是抛出异常（throw），异常代码后面的代码一般都不会继续执行了。但有些代码是必须执行的，比如：

关闭资源（Scanner、文件流、数据库连接等）
关闭线程
释放锁

finally 块就可以保证这些代码无论是否发生异常，都一定会被执行。

语法格式 — 三种组合

组合	格式	说明
最完整	`try { ... } catch (E e) { ... } finally { ... }`	捕获异常 + 释放资源
基本	`try { ... } catch (E e) { ... }`	仅捕获处理异常
扫描但不处理	`try { ... } finally { ... }`	不捕获异常，但确保资源关闭（异常会继续向上抛）

代码示例

Scanner sc = new Scanner(System.in);
System.out.println("请输入：");
String s = sc.next();
System.out.println("您输出的是：" + s);

try {
    int i = 10 / 0;        // 会抛出 ArithmeticException
} catch (Exception e) {
    System.out.println(e.getMessage());   // 捕获并处理
} finally {
    // finally 块中的代码一定会被执行
    sc.close();                           // 关闭 Scanner 资源
    System.out.println("关闭资源....");
}

📄 来源：Demo04.java

关键特点：

finally 块中的代码无论 try 块是否发生异常，都一定会执行
即使 catch 块中有 return 语句，finally 块也会在 return 之前执行
finally 块通常用于资源清理，如关闭 Scanner、关闭文件流等

二、自定义异常（Custom Exception）

2.1 为什么需要自定义异常

当 Java 官方提供的异常类不能满足我们的业务需求时，可以自定义异常类。例如，在年龄校验场景中，需要一个 AgeOutOfBoundsException 来表示年龄越界的业务异常。

2.2 自定义异常的实现步骤

步骤	说明
1	定义（创建）异常类
2	编写继承关系：继承 `Exception`（编译期异常）或继承 `RuntimeException`（运行时异常）
3	提供无参构造方法
4	提供有参构造方法（带 String message 参数）

📄 来源：Demo02.java

2.3 自定义异常代码示例

// 自定义异常类 — 继承 Exception（编译期异常）
public class AgeOutOfBoundsException extends Exception {

    // 无参构造方法
    public AgeOutOfBoundsException() {
    }

    // 有参构造方法 — 传入异常描述信息
    public AgeOutOfBoundsException(String message) {
        super(message);
    }

    // 带 cause 的构造方法
    public AgeOutOfBoundsException(String message, Throwable cause) {
        super(message, cause);
    }

    // 仅带 cause 的构造方法
    public AgeOutOfBoundsException(Throwable cause) {
        super(cause);
    }
}

📄 来源：AgeOutOfBoundsException.java

注意事项：

继承 Exception → 该类为 编译期异常（Checked Exception），调用者必须处理（try-catch 或 throws）
继承 RuntimeException → 该类为 运行时异常（Unchecked Exception），编译器不强制处理

三、throw 和 throws 关键字

3.1 throw — 手动抛出异常

throw 关键字用于在 方法体内部 手动抛出一个异常对象。

语法格式

throw new 异常类名();
throw new 异常类名("异常描述信息");

使用场景

当方法内部检测到某种业务条件不满足时，手动创建异常对象并抛出。

代码示例（Person 类的 setAge 方法）

public class Person {
    private String name;
    private int age;

    // setAge 方法 — 使用 throw 手动抛出异常
    public void setAge(int age) throws AgeOutOfBoundsException {
        if (age < 0 || age > 130) {
            // 手动创建异常对象并抛出
            throw new AgeOutOfBoundsException("年龄越界了，最小是1岁，最大是130岁");
        }
        this.age = age;
    }
}

📄 来源：Person.java

逻辑说明：

if (age < 0 || age > 130) 为 true，表示年龄不合法
throw new AgeOutOfBoundsException(...) — 手动创建异常对象并抛出，程序跳转到异常处理流程
如果 throw 被执行，后续的 this.age = age; 将不会执行

3.2 throws — 声明可能抛出的异常

throws 关键字用在 方法声明后面，后面跟着异常类名，表示该方法可能会抛出某种异常，调用者需要对此做准备。

语法格式

public void 方法名(参数列表) throws 异常类名1, 异常类名2 {
    // 方法体
}

代码示例

public class Demo03 {
    public static void main(String[] args) throws AgeOutOfBoundsException {
        Person p = new Person();
        p.setName("张三");
        p.setAge(200);  // 因为 setAge 声明了 throws AgeOutOfBoundsException
                         // 所以编译期会提示需要处理（try-catch 或继续 throws）
        System.out.println("姓名：" + p.getName());
        System.out.println("年龄：" + p.getAge());
    }
}

📄 来源：Demo03.java

3.3 throw 与 throws 的区别对比

对比维度	`throw`	`throws`
位置	方法体内部	方法声明后面
后面跟的	异常对象（`new XXXException()`）	异常类名（`XXXException`）
作用	手动抛出异常对象	声明方法可能抛出的异常
数量	一次只能抛出一个异常对象	一次可以声明多个异常（用逗号分隔）
使用方式	`throw new 异常类名();`	`throws 异常类名1, 异常类名2`

一句话总结：

throw — 在方法内部 实际抛出 一个异常（"干活的"）
throws — 在方法签名上声明有风险，提醒调用者去处理（"贴告示的"）

📄 来源：Demo03.java

3.4 自定义异常 + throw/throws 的完整调用链路

【自定义异常类】                   AgeOutOfBoundsException extends Exception
                                        ↑ 继承
【Person.setAge()】               throw new AgeOutOfBoundsException("...")    ← 使用 throw 手动抛出
                                        ↑ 声明
                                  public void setAge(int age) throws AgeOutOfBoundsException
                                        ↑ 调用
【Demo03.main()】                 有 choices：
                                    a) try-catch 处理
                                    b) 继续 throws 给 JVM
                                        ↑ 最终
【JVM】                           默认处理：打印异常信息 + 终止程序

处理选择：

调用 setAge(20) 时，编译期会提示该方法可能有异常
可以选择 try-catch 自己处理
也可以选择 不处理，继续往上抛（throws），最终抛给 JVM

四、课后作业回顾 — StringUtilTest 字符串工具测试

4.1 需求说明

给定有前后空格和重复项的字符串数据 " 张三, 李四, 王五, 赵六, 张三, 钱七 "，需要：

去除每个元素的前后空格
去重（去除重复的姓名）
统计每个姓名的出现次数

4.2 相关 API

方法	说明
`String.split(String regex)`	按指定正则表达式分割字符串为字符串数组
`String.trim()`	去除字符串前后的空白字符
`Arrays.toString(Object[] a)`	将数组转换为字符串表示形式

4.3 核心算法

三步去重算法

String data = "  张三, 李四, 王五, 赵六, 张三, 钱七  ";

// 第一步：分割 + 去空格
String[] split = data.split(",");
for (int i = 0; i < split.length; i++) {
    split[i] = split[i].trim();
}

// 第二步：统计不重复元素个数
int count = 0;
for (int i = 0; i < split.length; i++) {
    boolean b = false;
    for (int j = 0; j < i; j++) {
        if (split[i].equals(split[j])) {
            b = true;
            break;
        }
    }
    if (b == false) {
        count++;
    }
}

// 第三步：创建新数组，放入不重复元素
String[] newArr = new String[count];
int index = 0;
for (int i = 0; i < split.length; i++) {
    boolean b = false;
    for (int j = 0; j < i; j++) {
        if (split[i].equals(split[j])) {
            b = true;
            break;
        }
    }
    if (b == false) {
        newArr[index] = split[i];
        index++;
    }
}

统计元素出现次数

for (int i = 0; i < newArr.length; i++) {
    int count02 = 0;
    for (int j = 0; j < split.length; j++) {
        if (newArr[i].equals(split[j])) {
            count02++;
        }
    }
    System.out.println(newArr[i] + ":" + count02 + "次");
}

📄 来源：StringUtilTest.java

关键知识点：

split[i].equals(split[j]) — 字符串比较使用 equals()，不能使用 ==
双重循环 + 标记位（boolean b）实现去重
先统计个数再创建数组，避免数组长度不确定的问题

五、课后作业回顾 — DataMathTest 日期时间计算

5.1 需求说明

计算当前日期距离 2026-12-31 还有多少天。

5.2 相关 API

方法	说明
`LocalDate.of(int year, int month, int dayOfMonth)`	创建指定日期的 `LocalDate` 对象
`LocalDate.toEpochDay()`	返回从 1970-01-01 到当前日期的天数

5.3 代码实现

LocalDate localDate = LocalDate.of(2026, 7, 27);
LocalDate localDate2 = LocalDate.of(2026, 12, 31);
long now = localDate.toEpochDay();       // 距离 1970-01-01 有多少天
long epochDay = localDate2.toEpochDay(); // 距离 1970-01-01 有多少天
System.out.println("距离 2026-12-31 还有：" + (epochDay - now) + "天");

📄 来源：DataMathTest.java

输出结果： 距离 2026-12-31 还有：157 天

关键知识点：

toEpochDay() 返回的是 long 类型，表示从 1970-01-01（Epoch）到当前日期的天数
两个日期的天数相减即可得到间隔天数
也可以使用 LocalDate.until(ChronoUnit.DAYS) 或 Period.between() 实现

六、随堂练习要点

6.1 异常处理练习要点

理解 Throwable → Exception → RuntimeException 的继承体系
区分编译期异常和运行时异常
掌握 try-catch 多 catch 块的写法，注意异常类型顺序（子类→父类）
掌握 finally 块的使用：try-catch-finally（完整）、try-finally（扫描但不处理）
理解 finally 块一定会被执行的特性，常用于关闭资源（如 Scanner.close()）
理解 JVM 默认处理异常的方式（打印信息 + 终止程序）
熟悉异常常用方法：getMessage()、fillInStackTrace()、getCause()、printStackTrace()
掌握 throw 手动抛出异常对象（在方法体内部使用）
掌握 throws 声明异常（在方法签名上使用），理解两者的区别
掌握自定义异常的创建步骤（继承 Exception → 无参/有参构造方法）
体会异常处理对程序 鲁棒性（健壮性） 的提升

6.2 字符串处理综合练习要点

使用 split(",") 分割带分隔符的字符串
使用 trim() 去除字符串前后空格
掌握数组去重算法（双重循环 + 标记位）
掌握元素出现次数的统计算法
理解 equals() 在字符串比较中的必要性

6.3 日期时间计算练习要点

使用 LocalDate.of() 创建指定日期
使用 toEpochDay() 计算两个日期之间的天数差
了解其他可选方案：until()、Period.between()、ChronoUnit.DAYS.between()

七、拓展阅读

Java 异常处理最佳实践 — 何时使用 checked vs unchecked exception，何时自定义异常
try-with-resources — JDK7+ 自动关闭资源的异常处理方式（try(Resource r = new Resource()){...}），是 finally 关闭资源方式的进化版，无需手动写 finally 块
异常链（Exception Chaining） — 通过 initCause() 或构造方法将底层异常包装为高层异常
Objects.requireNonNull() — 一种优雅避免 NullPointerException 的方式（JDK7+）
Period 与 Duration — Java 8 日期时间 API 中更灵活的时间间隔计算
LinkedHashSet 去重 — 利用集合类简化去重操作（替代手动数组去重）

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JavaSE 基础 — Day12 笔记

一、Java 异常处理（Exception Handling）

1.1 异常的概念

1.2 编译期异常 vs 运行时异常

1.3 JVM 对异常的默认处理

1.4 异常处理方式一：try-catch 捕获处理

语法格式

多个 catch 块的执行顺序

代码示例（更新版——含异常常用方法）

1.5 异常常用方法（Throwable 常用 API）

1.6 异常处理方式二：throws 抛出

1.7 异常处理的编程思想 — 鲁棒性（健壮性）

1.8 finally — 一定会被执行的代码

为什么需要 finally

语法格式 — 三种组合

代码示例

二、自定义异常（Custom Exception）

2.1 为什么需要自定义异常

2.2 自定义异常的实现步骤

2.3 自定义异常代码示例

三、throw 和 throws 关键字

3.1 throw — 手动抛出异常

语法格式

使用场景

代码示例（Person 类的 setAge 方法）

3.2 throws — 声明可能抛出的异常

语法格式

代码示例

3.3 throw 与 throws 的区别对比

3.4 自定义异常 + throw/throws 的完整调用链路

四、课后作业回顾 — StringUtilTest 字符串工具测试

4.1 需求说明

4.2 相关 API

4.3 核心算法

三步去重算法

统计元素出现次数

五、课后作业回顾 — DataMathTest 日期时间计算

5.1 需求说明

5.2 相关 API

5.3 代码实现

六、随堂练习要点

6.1 异常处理练习要点

6.2 字符串处理综合练习要点

6.3 日期时间计算练习要点

七、拓展阅读

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