Java 異常處理基石：throw 拋出與 throws 聲明機制深度解析

異常處理三部曲

1. 拋出：throw 創建異常物件 → 交給運行時系統。
2. 聲明：throws 在方法簽名宣告可能拋出的異常 → 提醒調用者。
3. 捕獲：try-catch 攔截並處理 (下一章詳解)。

throw：主動拋出異常

語法

throw new ExceptionType("錯誤描述");
// 或
ExceptionType e = new ExceptionType("描述");
throw e;

實戰：參數防衛式編程

/**
 * 將自然數轉為二進制/八進制字串
 * @param value 自然數 (>=0)
 * @param radix 基數 (只能 2 或 8)
 */
public static String toString(int value, int radix) {
    // 1. 前置條件檢查，非法即拋出
    if (value < 0) {
        throw new IllegalArgumentException("需轉換的數字必須是自然數：value >= 0");
    }
    if (radix != 2 && radix != 8) {
        throw new IllegalArgumentException("基數只能是 2 或 8，當前：" + radix);
    }
    
    // 2. 正常邏輯
    if (value == 0) return "0";
    StringBuilder sb = new StringBuilder();
    while (value != 0) {
        sb.insert(0, value % radix);
        value /= radix;
    }
    return sb.toString();
}

執行效果

System.out.println(toString(12, 2));  // 正常：1100
System.out.println(toString(12, 16)); // 拋出 IllegalArgumentException

Exception in thread "main" java.lang.IllegalArgumentException: 基數只能是 2 或 8，當前：16
    at Demo.toString(Demo.java:15)
    at Demo.main(Demo.java:25)

關鍵規則

• throw 後代碼永不執行 (編譯器會報 unreachable code)。
• 只能拋出 Throwable 子類實例。
• 常用於參數校驗、狀態檢查、業務規則違反。

throws：方法契約聲明

語法

public void readConfig(String path) throws IOException, ConfigException {
    // 方法體可能拋出這些異常
}

public MyClass() throws IllegalArgumentException {
    // 建構子也可聲明
}

聲明規則

1. 只能聲明方法內實際可能拋出的異常 (或其父類)。
2. 多個異常用逗號分隔，順序無關。
3. 受檢異常 (非 RuntimeException 子類) 必須聲明或捕獲，否則編譯錯誤。
4. 非受檢異常 (RuntimeException 及子類) 可聲明可不聲明，不影響編譯。

藥品說明書類比

方法 = 藥片，正常功效 = 主邏輯，throws = 副作用說明。調用者閱讀簽名即知風險，無需看源碼 (二進制分發場景)。

傳遞鏈：從底層到頂層

// 底層：直接拋出
public void readFile(String path) throws FileNotFoundException {
    new FileInputStream(path); // 可能拋出 FileNotFoundException
}

// 中層：聲明傳遞
public void loadConfig() throws FileNotFoundException {
    readFile("config.txt"); // 不捕獲，繼續向上拋
}

// 頂層：最終處理
public static void main(String[] args) {
    try {
        new App().loadConfig();
    } catch (FileNotFoundException e) {
        System.err.println("配置檔缺失，使用預設值");
        // 記錄日誌、降級邏輯
    }
}

覆寫方法的異常聲明規則 (多態約束)

• 子類覆寫方法 不能拋出比父類更寬泛的受檢異常 (可拋出更具體、或不拋出、或拋出非受檢異常)。
• 原因：父類引用指向子類物件時，調用者只按父類簽名處理異常。

class Parent {
    void doWork() throws IOException {} // 聲明 IOException
}

class Child extends Parent {
    @Override
    void doWork() throws FileNotFoundException {} // ✅ 子類異常
    // void doWork() throws Exception {} // ❌ 編譯錯誤：Exception 更寬泛
}

總結

掌握 throw 守護前置條件、throws 誠實宣稱風險，是編寫健壯、可維護、文檔化 API 的基石。