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Java異常處理全攻略：從分類到實戰最佳實踐

編輯：Java 綜合教學

什麼是 Java 異常？

在 Java 程式執行過程中，異常是指打斷正常指令流程的事件。常見場景包含：檔案找不到、網路連線中斷、除以零、陣列索引越界、空指標操作、類型轉換失敗等。若不加處理，異常會導致程式終止運行。

異常處理機制核心觀念

異常處理如同為程式預設「應急預案」。當運行時發生異常，JVM 會依照預先定義的 try-catch-finally 區塊進行處理，處理完畢後程式可繼續執行後續邏輯，而非直接崩潰。

異常體系繼承架構

Throwable：頂層父類

所有錯誤與異常的共同祖先，下分兩大分支：

Error（錯誤）：JVM 層面的嚴重問題，如 OutOfMemoryError、StackOverflowError、類載入失敗。應用層無法恢復，亦不應嘗試捕獲，僅能記錄日誌並安全退出。
Exception（異常）：應用層可預期、可處理的非正常狀況，分為兩類：

非受檢異常

繼承自 RuntimeException，編譯器不強制要求捕獲或拋出。常見範例：NullPointerException、ArrayIndexOutOfBoundsException、ArithmeticException。通常源於程式邏輯錯誤，應透過防禦性程式設計避免。

受檢異常

除 RuntimeException 以外的 Exception 子類。編譯器強制要求在方法簽名中用 throws 聲明，或在 try-catch 中捕獲處理。典型代表：IOException、SQLException、ClassNotFoundException。代表外部資源不可控風險，必須顯式處理。

常見異常實戰範例

ArrayIndexOutOfBoundsException：陣列越界

int[] nums = {1, 2, 3, 4};
try {
    System.out.println(nums[4]); // 索引 4 不存在
    System.out.println("這行不會執行");
} catch (ArrayIndexOutOfBoundsException e) {
    System.out.println("陣列越界錯誤：" + e.getMessage());
}
System.out.println("異常處理後程式繼續執行");

輸出：

陣列越界錯誤：Index 4 out of bounds for length 4
異常處理後程式繼續執行

ArithmeticException：算術運算異常

Scanner sc = new Scanner(System.in);
System.out.print("請輸入被除數：");
int dividend = sc.nextInt();
System.out.print("請輸入除數：");
int divisor = sc.nextInt();

try {
    int result = dividend / divisor;
    System.out.println("運算結果：" + result);
} catch (ArithmeticException e) {
    System.out.println("算術錯誤：除數不能為零");
}

多重 catch 區塊與捕獲順序

一段程式碼可能拋出多種異常，可串接多個 catch 區塊分別處理。關鍵規則：子類異常必須寫在父類之前。若父類 Exception 放在最前面，所有子類異常都會被它攔截，導致後續 catch 永遠無法執行。

try {
    // 可能拋出 IOException、SQLException、Exception
} catch (IOException e) {
    // 處理 IO 異常
} catch (SQLException e) {
    // 處理 SQL 異常
} catch (Exception e) {
    // 兜底處理其他異常
}

異常拋出與聲明：throw vs throws

throw：在方法內部主動拋出異常實例，用於業務邏輯校驗失敗時通知調用方。
throws：在方法簽名聲明可能拋出的受檢異常，將處理責任上傳給調用者。

public void setGender(String gender) throws IllegalArgumentException {
    if (!"男".equals(gender) && !"女".equals(gender)) {
        throw new IllegalArgumentException("性別必須為 '男' 或 '女'");
    }
    this.gender = gender;
}