1 异常

1.1 简介

异常是在我们开发的程序中的一些错误，但是并不是所有的错误都是异常，并且错误有时候是可以避免的。在Java等面向对象的编程语言中异常属于对象。异常出现的情况也是很多，包括

用户输入非法的字符，在程序中没有校验，就会出现参数异常；
在程序运行时，出现了除数0的变量，也会出现异常；
打开某个路径下的文件，而文件不存在也会出现异常信息。

那么我们面对不同的异常该如何处理呢？哪些异常可以让程序继续运行下去哪些异常需要让程序终止运行？这就是我们在编写开发业务逻辑过程中需要注意的地方。

检查时异常：检查时异常是指程序在编译的过程中，进行词法、语法、语句、依赖等编译过程中的异常，程序员是无法预见的异常，是在编译中提示的异常。例如：缺少依赖文件等。

运行时异常：运行时异常是指在编译后，程序运行阶段出现的异常，这类异常在刚步入开发人员的时候出现的比较多，这一类运行时的异常，往往是可以被程序员代码编写所避免的。例如：空指针异常、

错误：是严重的异常，错误在代码中通常被忽略，例如内存溢出等情况。错误在编译的过程中是检测不到的。

1.2 架构图

作者是Java开发者，所以基于Java中的异常进行了一下简单的总结。如下图是根据javaJDK中列出的一些异常信息。

getMessage()

getMessage()方法返回关于发生的异常的详细信息。这个消息在Throwable类的构造函数中初始化了。在我们的程序中可以直接通过异常信息去获取Exception e示例如下：

e.getMessage();

getCause()

getCause()返回一个Throwable 对象代表异常原因。

toString()

toString()方法使用getMessage()的结果返回类的串级名字。

printStackTrace()

printStackTrace()方法打印toString()结果和栈层次到System.err，即错误输出流。一般使用printStackTrace()将异常日志输出到控制台中。

getStackTrace()

getStackTrace()方法返回一个包含堆栈层次的数组。下标为0的元素代表栈顶，最后一个元素代表方法调用堆栈的栈底。

1.3 异常处理

既然在我们开发程序的中那么多的异常，我们怎么去捕获这些异常并进行处理呢，以减少不必要的错误，那么现在就开始介绍。

1.3.1 throw/throws

throws/throw关键字的作用是如果一个方法没有捕获到一个检查性异常，那么该方法必须使用 throws 关键字来声明。其简单格式如下：一般在方法的末尾使用。

    public void testException() throws Exception{
        
    }

也可以使用throw 关键字抛出一个异常。使用throw 关键字抛出的异常，在方法名之后需要有throws的关键字声明异常来接受。

  public void testException() throws Exception{
        throw  new Exception();
    }

1.3.2 try/catch

在我们的程序中，针对可能出现的异常代码块可以使用try和catch关键字来捕获异常。try/catch 代码块放在异常可能发生的地方。其中被try/catch代码块中的代码称为保护代码，当保护代码中出现异常之后，可以根据业务需要是否继续执行后续代码，还是针对异常信息进行处理并抛出异常，是一种灵活的异常处理方式，其代码块的格式如下：

try{
   //  业务代码
}catch(Exception e){
   //Catch 块
}

当然针对try/catch关键字中多个 catch的方式也是可以的，称为多重捕获。其常用的格式如下：

try{
   // 业务代码
}catch(异常类型1 e1){
  // 业务代码
}catch(异常类型2 e2){
  // 业务代码
}catch(异常类型3 e3){
  // 业务代码
}

在try中的代码发生异常的情况下，优先匹配第一个catch块中的内容，由近及远挨着匹配，直到匹配到相关异常。

1.3.3 finally

finally关键字用来创建在try/catch代码块最后。无论try/catch代码块是否发生异常finally代码块中的代码总会被执行。在finally代码块中，可以运行清理类型等收尾善后性质的语句。其语法格式如下：

try{
   //  业务代码
}catch(Exception e){
   //Catch 块
}finally{
    //  业务代码
}

2 枚举

2.1 简介

enum的全称为 enumeration，是 JDK 1.5 中引入的新特性。在Java中，被 enum关键字修饰的类型就是枚举类型。形式如下：

enum Color { RED, GREEN, BLUE }

如果枚举不添加任何方法，枚举值默认为从0开始的有序数值。以 Color 枚举类型举例，它的枚举常量依次为 RED：0，GREEN：1，BLUE：2。

枚举的好处：可以将常量组织起来，统一进行管理。

枚举的典型应用场景：错误码、状态机等。

2.2 本质

尽管 enum看起来像是一种新的数据类型，事实上，enum是一种受限制的类，并且具有自己的方法。创建enum时，编译器会为你生成一个相关的类，这个类继承自 java.lang.Enum。java.lang.Enum类声明：

public abstract class Enum<E extends Enum<E>>
        implements Comparable<E>, Serializable { ... }

2.3 方法

在enum中，提供了一些基本方法：

values()：返回 enum 实例的数组，而且该数组中的元素严格保持在 enum 中声明时的顺序。

name()：返回实例名。

ordinal()：返回实例声明时的次序，从0开始。

getDeclaringClass()：返回实例所属的 enum 类型。

equals()：判断是否为同一个对象。可以使用 ==来比较enum实例。

2.4 特性

枚举的特性，归结起来就是一句话：

除了不能继承，基本上可以将 enum看做一个常规的类。

但是这句话需要拆分去理解，让我们细细道来。

Java 不允许使用 = 为枚举常量赋值

如果你接触过C/C++，你肯定会很自然的想到赋值符号 =。在C/C++语言中的enum，可以用赋值符号=显示的为枚举常量赋值；但是，很遗憾，Java 语法中却不允许使用赋值符号 =为枚举常量赋值。

枚举可以添加普通方法、静态方法、抽象方法、构造方法

Java 虽然不能直接为实例赋值，但是它有更优秀的解决方案：为 enum 添加方法来间接实现显示赋值。创建 enum时，可以为其添加多种方法，甚至可以为其添加构造方法。

注意一个细节：如果要为enum定义方法，那么必须在enum的最后一个实例尾部添加一个分号。此外，在enum中，必须先定义实例，不能将字段或方法定义在实例前面。否则，编译器会报错。

public enum ErrorCodeEn {
    OK(0, "成功"),
    ERROR_A(100, "错误A"),
    ERROR_B(200, "错误B");

    ErrorCodeEn(int number, String description) {
        this.code = number;
        this.description = description;
    }
    private int code;
    private String description;
    public int getCode() {
        return code;
    }
    public String getDescription() {
        return description;
    }
}

枚举可以实现接口

enum可以像一般类一样实现接口

枚举不可以继承

enum 不可以继承另外一个类，当然，也不能继承另一个 enum 。因为 enum实际上都继承自 java.lang.Enum类，而 Java 不支持多重继承，所以 enum不能再继承其他类，当然也不能继承另一个 enum。

2.5 应用场景

2.5.1 组织常量

在JDK1.5 之前，在Java中定义常量都是public static final TYPE a;这样的形式。有了枚举，你可以将有关联关系的常量组织起来，使代码更加易读、安全，并且还可以使用枚举提供的方法。

enum Color { RED, GREEN, BLUE }
enum Color { RED, GREEN, BLUE, }
enum Color { RED, GREEN, BLUE; }

2.5.2 switch状态机

我们经常使用switch语句来写状态机。JDK7以后，switch已经支持 int、char、String、enum类型的参数。

2.5.3 组织枚举

可以将类型相近的枚举通过接口或类组织起来。但是一般用接口方式进行组织。

原因是：Java接口在编译时会自动为enum类型加上public static修饰符；Java类在编译时会自动为 enum类型加上static修饰符。看出差异了吗？没错，就是说，在类中组织 enum，如果你不给它修饰为 public，那么只能在本包中进行访问。

在接口中组织 enum

public interface Plant {
    enum Vegetable implements INumberEnum {
        POTATO(0, "土豆"),
        TOMATO(0, "西红柿");

        Vegetable(int number, String description) {
            this.code = number;
            this.description = description;
        }

        private int code;
        private String description;

        @Override
        public int getCode() {
            return 0;
        }

        @Override
        public String getDescription() {
            return null;
        }
    }

    enum Fruit implements INumberEnum {
        APPLE(0, "苹果"),
        ORANGE(0, "桔子"),
        BANANA(0, "香蕉");

        Fruit(int number, String description) {
            this.code = number;
            this.description = description;
        }

        private int code;
        private String description;

        @Override
        public int getCode() {
            return 0;
        }

        @Override
        public String getDescription() {
            return null;
        }
    }
}

在类中组织 enum

public class Plant2 {
    public enum Vegetable implements INumberEnum {...}
    public enum Fruit implements INumberEnum {...}
}

2.5.4 策略枚举

EffectiveJava中展示了一种策略枚举。这种枚举通过枚举嵌套枚举的方式，将枚举常量分类处理。这种做法虽然没有switch语句简洁，但是更加安全、灵活。

enum PayrollDay {
    MONDAY(PayType.WEEKDAY), TUESDAY(PayType.WEEKDAY), WEDNESDAY(
            PayType.WEEKDAY), THURSDAY(PayType.WEEKDAY), FRIDAY(PayType.WEEKDAY), SATURDAY(
            PayType.WEEKEND), SUNDAY(PayType.WEEKEND);

    private final PayType payType;

    PayrollDay(PayType payType) {
        this.payType = payType;
    }

    double pay(double hoursWorked, double payRate) {
        return payType.pay(hoursWorked, payRate);
    }

    private enum PayType {
        WEEKDAY {
            double overtimePay(double hours, double payRate) {
                return hours <= HOURS_PER_SHIFT ? 0 : (hours - HOURS_PER_SHIFT)
                        * payRate / 2;
            }
        },
        WEEKEND {
            double overtimePay(double hours, double payRate) {
                return hours * payRate / 2;
            }
        };
        private static final int HOURS_PER_SHIFT = 8;

        abstract double overtimePay(double hrs, double payRate);

        double pay(double hoursWorked, double payRate) {
            double basePay = hoursWorked * payRate;
            return basePay + overtimePay(hoursWorked, payRate);
        }
    }
}

2.6 扩展

Java 中提供了两个方便操作enum的工具类——EnumSet 和 EnumMap。

EnumSet是枚举类型的高性能 Set实现。它要求放入它的枚举常量必须属于同一枚举类型。
EnumMap是专门为枚举类型量身定做的 Map实现。虽然使用其它的 Map 实现（如HashMap）也能完成枚举类型实例到值得映射，但是使用 EnumMap 会更加高效：它只能接收同一枚举类型的实例作为键值，并且由于枚举类型实例的数量相对固定并且有限，所以 EnumMap 使用数组来存放与枚举类型对应的值。这使得 EnumMap 的效率非常高。

System.out.println("EnumSet展示");
EnumSet<ErrorCodeEn> errSet = EnumSet.allOf(ErrorCodeEn.class);
for (ErrorCodeEn e : errSet) {
    System.out.println(e.name() + " : " + e.ordinal());
}

System.out.println("EnumMap展示");
EnumMap<StateMachine.Signal, String> errMap = new EnumMap(StateMachine.Signal.class);
errMap.put(StateMachine.Signal.RED, "红灯");
errMap.put(StateMachine.Signal.YELLOW, "黄灯");
errMap.put(StateMachine.Signal.GREEN, "绿灯");
for (Iterator<Map.Entry<StateMachine.Signal, String>> iter = errMap.entrySet().iterator(); iter.hasNext();) {
    Map.Entry<StateMachine.Signal, String> entry = iter.next();
    System.out.println(entry.getKey().name() + " : " + entry.getValue());
}

Java基础-异常/枚举