异常类层次结构

本课属于 Coddy Java 学习旅程的“面向对象编程”单元。第 59 课，共 87 课。

Java 的异常处理系统建立在以 Throwable 类为根的组织良好的类层次结构之上。了解这一层次结构有助于你更有效地捕获和处理异常。

最顶层是 Throwable，它是所有异常和错误的父类。它有两个直接子类：

Throwable
├── Error          // 严重问题（不要捕获这类错误）
└── Exception      // 可恢复的问题
    └── RuntimeException  // 非受检异常

错误表示应用程序不应尝试处理的严重问题，例如 OutOfMemoryError 或 StackOverflowError。这些错误表明 JVM 本身存在根本性问题。

Exception 是你最常使用的分支。它分为两类：已检查异常（Exception 的直接子类）和未检查异常（RuntimeException 的子类）。

// 常见的异常类
Exception
├── IOException           // 文件或网络问题
├── SQLException          // 数据库问题
└── RuntimeException
    ├── NullPointerException
    ├── ArrayIndexOutOfBoundsException
    └── IllegalArgumentException

由于异常是类，因此它们遵循继承规则。捕获父异常类型时，也会捕获它的所有子类：

try {
    // 一些代码
} catch (Exception e) {
    // 捕获所有异常（通常范围太广）
}

try {
    // 一些代码
} catch (RuntimeException e) {
    // 只捕获运行时异常及其子类的异常
}

这个层级结构让你在处理错误时，可以根据需要选择具体或通用的程度，也是创建自定义异常的基础。

挑战

简单

让我们构建一个异常分析器，演示 Java 的异常层次结构在实际中的工作方式！你将创建一个系统，在不同的具体层级捕获异常，并报告捕获到的类型。

你将把代码分成三个文件：

ExceptionThrower.java：创建一个类，根据输入触发不同类型的异常。这个类应包含三个静态方法：
triggerRuntime(String type) - 根据类型字符串抛出不同的运行时异常：
- 如果 type 是 "null"，则抛出带有消息 "Null value encountered" 的 NullPointerException
- 如果 type 是 "index"，则抛出带有消息 "Invalid index" 的 ArrayIndexOutOfBoundsException
- 如果 type 是 "argument"，则抛出带有消息 "Bad argument" 的 IllegalArgumentException
triggerArithmetic() - 抛出带有消息 "Division error" 的 ArithmeticException

triggerGeneric() - 抛出带有消息 "Generic runtime error" 的 IllegalStateException（其层次结构为 Exception > RuntimeException > IllegalStateException）
ExceptionAnalyzer.java：创建一个类，在不同的异常层次捕获异常，并识别捕获到的异常。包含以下静态方法：
analyzeSpecific(String type) - 在 try 块中调用 ExceptionThrower.triggerRuntime(type)。分别为 NullPointerException、ArrayIndexOutOfBoundsException 和 IllegalArgumentException 编写 catch 块。对于每种异常，打印：Caught specific: [exception class simple name]，然后打印 Message: [exception message]

analyzeWithParent() - 在 try 块中调用 ExceptionThrower.triggerArithmetic()。使用 RuntimeException（父类型）捕获异常。打印：Caught via parent: RuntimeException，然后打印 Actual type: [exception class simple name]

analyzeWithGrandparent() - 在 try 块中调用 ExceptionThrower.triggerGeneric()。使用 Exception（层次结构中更高的类型）捕获异常。打印：Caught via grandparent: Exception，然后打印 Actual type: [exception class simple name]
Main.java：整合你的异常分析器！你将接收一个输入：异常类型字符串（可以是 "null"、"index" 或 "argument"）。
首先，打印 === Specific Catch ===，并使用输入调用 analyzeSpecific。

然后打印一个空行、=== Parent Catch ===，并调用 analyzeWithParent。

最后，打印一个空行、=== Grandparent Catch ===，并调用 analyzeWithGrandparent。

你将接收一个输入：要触发的异常类型（"null"、"index" 或 "argument"）。

使用 e.getClass().getSimpleName() 获取异常的类名，并使用 e.getMessage() 获取异常消息。这个挑战展示了捕获父异常类型时也会捕获它的所有子类型，这是决定异常处理应当具体到什么程度时的一个关键概念！

亲手试试

import java.util.Scanner;

class Main {
    public static void main(String[] args) {
        Scanner scanner = new Scanner(System.in);
        String type = scanner.nextLine();
        
        // TODO: 输出 "=== Specific Catch ==="，并调用 ExceptionAnalyzer.analyzeSpecific(type)
        
        // TODO: 先输出一个空行，再输出 "=== Parent Catch ==="，然后调用 ExceptionAnalyzer.analyzeWithParent()
        
        // TODO: 先输出一个空行，再输出 "=== Grandparent Catch ==="，然后调用 ExceptionAnalyzer.analyzeWithGrandparent()
    }
}

自我测试

这节课包含一个小测验。开始学习即可作答，并记录你的进度。

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