异常处理与内部类

目标：理解 Java「把错误建模为类」的异常体系；会定义自定义异常并用 throw/throws 抛出、用 try-catch-finally 捕获（含多异常 catch 顺序）；理解内部类「直接访问外围类成员（含 private）」的特性与匿名类的适用场景。

一、异常类层次

Java 中所有错误都对应一个类，根是 Throwable：

类	说明
Throwable	一切错误的根
Error	严重故障（如 OutOfMemoryError），通常不可恢复，不建议捕获
Exception	可处理的异常
└ 受检异常	如 IOException：必须捕获或 throws 声明，否则编译报错
└ RuntimeException	运行时异常（如 ArrayIndexOutOfBoundsException）：不强制处理

二、抛出与捕获

自定义异常：以 Exception 为父类，用构造方法传递错误信息：

class PasswordException extends Exception {
    public PasswordException(String msg) { super(msg); }
}

throw / throws：throw new ... 显式抛出；方法签名用 throws 声明可能抛出的异常类：

void verify(String pwd) throws PasswordException {
    if (!pwd.equals(saved)) throw new PasswordException("密码错误");
}

try-catch-finally：

finally 无论是否发生异常都会执行（常用于释放资源）；
多异常 catch 顺序：子类在前、父类在后——若把父类（如 IOException）放第一个，后面的子类分支不可达，编译报错。

交互练习：catch 匹配（CatchMatcher）

try 块里抛出一个异常，JVM 按书写顺序逐个检查 catch 分支——第一个「抛出类是它本身或其子类」的分支接住；全都接不住，异常继续向上抛。点选你认为会命中的分支。

try {
    open("report.txt");   // ← 抛出 FileNotFoundException
} catch (IOException e) { ... }
  catch (SQLException e) { ... }

抛出 new FileNotFoundException()，哪个分支接住？

顺带记住：finally 无论命中哪个分支（甚至没命中）都会执行——常用于释放资源。

"模拟密码锁"贯穿案例

文件保存密码 → 读写必然捕获 IOException；多次输入错误则抛出自定义 PasswordException 并锁定。一个场景串起「IO 异常 + 自定义异常 + 重试逻辑」。

交互实验：异常传播链（ExceptionFlowDiagram）

选场景后逐步执行：看异常从抛出点沿调用栈向上冒泡，直到被匹配的 catch 捕获（或无人捕获而终止）。

void verify(String pwd) throws PasswordException {
    if (!pwd.equals(saved)) throw new PasswordException("密码错误");
}

public static void main(String[] args) {
    try {
        verify("abc");          // 抛出点
    } catch (PasswordException e) {
        System.out.println("锁定：" + e.getMessage());
    } finally {
        System.out.println("清理资源");
    }
}

调用栈（顶帧在上）

verify密码不匹配 → throw new PasswordException

main进入 try 块，调用 verify

点「▶ 下一步」抛出异常。

三、内部类与匿名类

内部类：定义在另一个类内部的类，可直接访问外围类的所有成员（包括 private）——免传参、代码紧凑；代价是与外围类耦合更紧，且依赖外围类对象存在。编译后生成 Outer$Inner.class。

匿名类：没有名字、创建对象的同时定义类体，适合「只使用一次」的监听者/回调：

button.addActionListener(new ActionListener() {
    public void actionPerformed(ActionEvent e) { /* ... */ }
});

交互实验：内部类结构图（InnerClassExplorer）

ShapeApp编译产物：ShapeApp$Listener.class

外围类成员

private canvas
private shapeCount
public draw()

Listener（内部类）

可直接访问外围类所有成员——包括 private 的。

class ShapeApp extends Frame {
    private Canvas canvas;

    class Listener implements ActionListener {
        public void actionPerformed(ActionEvent e) {
            draw();              // 直接访问外围类的成员
            System.out.println(canvas);  // 连 private 也能访问
        }
    }
}

优点：直接访问外围类所有成员（含 private），免传参、代码紧凑

缺点：内部类对象依赖外围类对象存在；与外围类耦合更紧

button.addActionListener(new ActionListener() { public void actionPerformed(ActionEvent e) { ... } });——没有名字、创建对象的同时定义类体，适合「只使用一次」的监听者/回调。

思考题

受检异常与运行时异常在使用约束上有何不同？各举 1 例。
为什么多异常 catch 要把子类放前面？把 Exception 放第一个会怎样？
内部类实现监听者相比普通类的主要优势是什么？匿名类适合什么场景？

学习小测验

Java 中用于抛出异常的关键字是（）

内部类是指定义在（）中的类

捕获异常使用的代码块是（）

多异常 catch 中，子类与父类的顺序是（）

关于内部类，正确的是（）

匿名类适合什么场景？