如何在Java中手动抛出异常

异常的概念

在程序开发中，异常是一种程序运行时发生的错误或异常情况。Java中的异常被分为两种类型：编译时异常（Checked Exception）和运行时异常（Unchecked Exception）。编译时异常需要在代码中显式处理，而运行时异常则可以选择处理或者不处理。

异常的引入可以使程序更加健壮，能够提前发现潜在的问题并进行处理。Java提供了一套完整的异常处理机制，允许我们在代码中手动抛出异常，并由代码的调用者来处理。

异常的分类

在Java中，异常通过继承自java.lang.Throwable类来表示。Throwable类有两个重要的子类：java.lang.Error和java.lang.Exception。

Error属于严重错误，例如OutOfMemoryError和StackOverflowError等，通常发生在JVM运行时，由JVM抛出，程序无法处理这些错误。

Exception则分为两种类型：RuntimeException和非RuntimeException。RuntimeException是运行时异常，不需要显示地在代码中捕获或者抛出，例如NullPointerException、IndexOutOfBoundsException等。而非RuntimeException需要程序员在代码中显式地进行处理。

如何手动抛出异常

在Java中，我们可以使用throw关键字手动抛出异常。throw关键字后面可以跟上一个异常对象或者一个异常表达式。

抛出异常对象

我们可以使用new关键字创建一个异常对象，并通过throw关键字将其抛出。例如，我们手动抛出一个IllegalArgumentException异常：

public class ExceptionDemo {
    public static void main(String[] args) {
        try {
            throw new IllegalArgumentException("Invalid argument");
        } catch (IllegalArgumentException e) {
            System.out.println("Caught exception: " + e.getMessage());
        }
    }
}

运行以上代码，输出结果为：

Caught exception: Invalid argument

抛出异常表达式

除了抛出异常对象，我们还可以抛出一个异常表达式。异常表达式是一个方法或者表达式的返回值，通常是一个已经被定义好的异常对象。

public class ExceptionDemo {
    public static void main(String[] args) {
        try {
            int result = divide(10, 0);
            System.out.println("Result: " + result);
        } catch (ArithmeticException e) {
            System.out.println("Caught exception: " + e.getMessage());
        }
    }

    public static int divide(int num1, int num2) {
        if (num2 == 0) {
            throw new ArithmeticException("Divisor cannot be zero");
        }
        return num1 / num2;
    }
}

运行以上代码，输出结果为：

Caught exception: Divisor cannot be zero

在上面的例子中，我们在divide()方法中手动抛出了一个ArithmeticException异常，如果除数为零。然后在主方法中，当我们尝试计算10除以0时，会触发该异常并被捕获。

自定义异常

除了使用Java提供的异常类，我们还可以自定义异常类来满足特定需求。自定义异常类应继承自Exception或RuntimeException。

以下是一个自定义异常类的示例：

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

然后，我们可以在程序中使用自定义异常类，例如：

public class ExceptionDemo {
    public static void main(String[] args) {
        try {
            throw new CustomException("Custom exception occurred");
        } catch (CustomException e) {
            System.out.println("Caught exception: " + e.getMessage());
        }
    }
}

运行以上代码，输出结果为：

Caught exception: Custom exception occurred

异常处理

当我们手动抛出一个异常时，我们可以选择在代码中捕获并处理异常，或者将异常继续抛给调用者。

捕获并处理异常

我们可以使用try-catch语句块来捕获和处理异常。在try块中，我们将可能抛出异常的代码放在其中，然后在catch块中可以指定捕获哪种异常类型，并在catch块中处理异常。

public class ExceptionDemo {
    public static void main(String[] args) {
        try {
            int result = divide(10, 0);
            System.out.println("Result: " + result);
        } catch (ArithmeticException e) {
            System.out.println("Caught exception: " + e.getMessage());
        }
    }

    public static int divide(int num1, int num2) {
        if (num2 == 0) {
            throw new ArithmeticException("Divisor cannot be zero");
        }
        return num1 / num2;
    }
}

运行以上代码，输出结果为：

Caught exception: Divisor cannot be zero

在上面的例子中，我们通过catch块捕获了ArithmeticException异常，并在控制台打印了异常消息。这种方式可以确保程序在遇到异常时可以进行处理，并且继续执行后续的代码。

继续抛出异常

除了捕获和处理异常，我们也可以选择将异常继续抛给调用者来处理。在throw语句后面，可以跟上一个异常对象或者一个异常表达式。

public class ExceptionDemo {
    public static void main(String[] args) {
        try {
            processFile("file.txt");
        } catch (IOException e) {
            System.out.println("Caught exception: " + e.getMessage());
        }
    }

    public static void processFile(String fileName) throws IOException {
        if (fileName.isEmpty()) {
            throw new IllegalArgumentException("Invalid file name");
        }

        InputStream inputStream = new FileInputStream(fileName);
        // 其他操作
    }
}