Java函数的异常处理和错误提示方式

Java是一种面向对象的编程语言，当程序出现异常时，可以使用Java异常处理机制来捕获和处理异常，以及提供相关的错误提示信息。Java异常处理机制把异常定义为程序运行时发生的错误或异常情况，这些异常情况可以包括非法的参数、数据格式错误、文件不存在等情况。

Java异常处理机制是基于try-catch语句的，其中try语句块用于把可能发生异常的代码包裹起来，catch语句块用于处理可能发生的异常。当程序在try语句块中发生异常时，会自动抛出一个异常对象，然后程序会跳转到catch语句块，执行相应的异常处理代码。

Java异常处理机制有三种类型的异常：

1. Checked异常

这是在编译时检查出来的异常，必须在代码中显式地捕获或声明它，否则编译器会报错。常见的例子包括IOException、ClassNotFoundException等。

2. Unchecked异常

这是在运行时才能发现的异常，不需要在代码中显式地捕获或声明它，程序会自动抛出这种异常。常见的例子包括NullPointerException、ArrayIndexOutOfBoundsException等。

3. Error

这是一种严重的错误，通常是由于系统资源不足或者虚拟机出现问题导致的。一旦发生Error，程序将无法恢复，通常只能重启。常见的例子包括OutOfMemoryError、StackOverflowError等。

接下来，我们来看一下Java中如何捕获和处理异常，以及如何提供错误提示信息。

1. 简单异常处理

下面是一个简单的Java程序，它用try-catch语句捕获了一个可能发生的异常。

public class ExceptionDemo {
    public static void main(String[] args) {
        try {
            int a = 1 / 0;
        } catch (Exception e) {
            System.out.println("发生了异常：" + e.getMessage());
        }
        System.out.println("程序继续执行...");
    }
}

上面的程序中，我们故意除以0，这是一个不合法的操作，在运行时会抛出一个ArithmeticException异常。由于我们用try-catch语句包裹了这段可能发生异常的代码，程序不会崩溃，而是会在catch语句块中执行相关的异常处理代码。

在catch语句块中，我们打印了一个错误提示信息，这个信息包括了异常对象的getMessage()方法返回的内容。getMessage()方法返回的是一个描述异常原因的字符串，我们可以根据这个字符串来判断出发生了什么异常。

2. 多重异常处理

Java允许我们用多个catch语句块来处理不同类型的异常，这样我们可以根据不同的异常类型来做出不同的处理。

下面是一个演示多重异常处理的Java程序：

import java.io.*;

public class ExceptionDemo {
    public static void main(String[] args) {
        try {
            String filePath = "non_exists_file.txt";
            BufferedReader br = new BufferedReader(new FileReader(filePath));
            String line = br.readLine();
            System.out.println(line);
        } catch (FileNotFoundException e) {
            System.out.println("文件不存在！");
        } catch (IOException e) {
            System.out.println("读取文件时发生了IO异常：" + e.getMessage());
        } catch (Exception e) {
            System.out.println("未知异常：" + e.getMessage());
        }
        System.out.println("程序继续执行...");
    }
}

上面的程序中，我们用多个catch语句块来捕获不同类型的异常。首先，我们试图读取一个不存在的文件，这会抛出一个FileNotFoundException异常，我们用 个catch语句块来处理这种异常，打印一个文件不存在的错误提示信息。

其次，我们用BufferedReader从文件中读取一行数据，这里可能会发生IO异常，我们用第二个catch语句块来处理这种异常，打印一个读取文件时发生了IO异常的错误提示信息。

最后，如果有其他未知的异常发生，我们用第三个catch语句块来处理这种情况，打印一个未知异常的错误提示信息。

3. 抛出异常

在程序中也可以手动抛出异常，通过在代码中调用throw语句来抛出一个异常对象。这样做可以方便地让程序在遇到错误时中断执行，并提示用户相关错误信息。

下面是一个演示手动抛出异常的Java程序：

public class ExceptionDemo {
    public static void main(String[] args) {
        try {
            int age = -5;
            if (age < 0) {
                throw new IllegalArgumentException("年龄不能为负数！");
            }
            System.out.println("你的年龄是：" + age);
        } catch (IllegalArgumentException e) {
            System.out.println("发生了异常：" + e.getMessage());
        }
        System.out.println("程序继续执行...");
    }
}

上面的程序中，我们手动抛出了一个IllegalArgumentException异常，用于验证年龄是否为负数。如果年龄小于0，程序就会抛出这个异常，然后在catch语句块中处理它，打印一个包含错误信息的提示信息。

4. finally语句块

finally语句块是一个可选的语句块，它可以包含一些必须执行的代码，无论try语句块中是否发生了异常。通常用来进行一些资源清理工作，比如关闭文件或数据库连接等。

下面是一个演示finally语句块的Java程序：

import java.io.*;

public class ExceptionDemo {
    public static void main(String[] args) {
        BufferedReader br = null;
        try {
            String filePath = "test.txt";
            br = new BufferedReader(new FileReader(filePath));
            String line = br.readLine();
            System.out.println(line);
        } catch (FileNotFoundException e) {
            System.out.println("文件不存在！");
        } catch (IOException e) {
            System.out.println("读取文件时发生了IO异常：" + e.getMessage());
        } finally {
            try {
                if (br != null) {
                    br.close();
                }
            } catch (IOException e) {
                System.out.println("关闭文件时发生了IO异常：" + e.getMessage());
            }
        }
        System.out.println("程序继续执行...");
    }
}

上面的程序中，我们用BufferedReader读取了一个文件中的一行数据，如果在这个过程中发生了异常，程序会跳转到相应的catch语句块中进行处理。无论try语句块有没有发生异常，finally语句块中的代码都会被执行。

在上面的程序中，我们通过try-with-resources语句块来优化了try-finally语句块中的代码，使用try-with-resources可以让程序自动关闭资源，而不用手动关闭。

try (BufferedReader br = new BufferedReader(new FileReader(filePath))) {
    String line = br.readLine();
    System.out.println(line);
} catch (FileNotFoundException e) {
    System.out.println("文件不存在！");
} catch (IOException e) {
    System.out.println("读取文件时发生了IO异常：" + e.getMessage());
}

Java异常处理机制既可以确保程序在遇到错误时不会崩溃，又可以提供相关的错误提示信息，帮助用户及时发现和修复问题。在实际开发中，我们需要根据具体情况来选择合适的异常处理方法，以提高程序的稳定性和可靠性。