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synced 2026-08-27 00:13:28 +08:00
@@ -15,7 +15,7 @@ Java 使用异常来提供一致的错误报告模型,使得构件能够与客
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Java 中的异常处理的目的在于通过使用少于目前数量的代码来简化大型、可靠的程序的生成,并且通过这种方式可以使你更加确信:你的应用中没有未处理的错误。异常的相关知识学起来并非艰涩难懂,并且它属于那种可以使你的项目受益明显、立竿见影的特性之一。
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因为异常处理是 Java 中唯一官方的错误报告机制,并且通过编译器强制执行,所以不学习异常处理的话,书中也就只能写出那么些例子了。本章将向读者介绍如何编写正确的异常处理 3] 程序,并将展示当方法出问题的时候,如何产生自定义的异常。
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因为异常处理是 Java 中唯一官方的错误报告机制,并且通过编译器强制执行,所以不学习异常处理的话,书中也就只能写出那么些例子了。本章将向读者介绍如何编写正确的异常处理程序,并将展示当方法出问题的时候,如何产生自定义的异常。
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<!-- Concepts -->
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@@ -35,7 +35,7 @@ C 以及其他早期语言常常具有多种错误处理模式,这些模式往
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<!-- Catching an Exception -->
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异常情形(exceptional condition)是指阻止当前方法或作用城继续执行的问题。把异常情形与普通问题相区分很重要,所谓的普通问题是指,在当前环境下能得到足够的信息,总能处理这个错误。而对于异常情形,就不能继续下去了,因为在当前环境下无法获得必要的信息来解决问题。你所能做的就是从当前环境跳出,并且把问题提交给上一级环境。这就是抛出异常时所发生的事情。
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异常情形(exceptional condition)是指阻止当前方法或作用域继续执行的问题。把异常情形与普通问题相区分很重要,所谓的普通问题是指,在当前环境下能得到足够的信息,总能处理这个错误。而对于异常情形,就不能继续下去了,因为在当前环境下无法获得必要的信息来解决问题。你所能做的就是从当前环境跳出,并且把问题提交给上一级环境。这就是抛出异常时所发生的事情。
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除法就是一个简单的例子。除数有可能为 0,所以先进行检查很有必要。但除数为 0 代表的究竟是什么意思呢?通过当前正在解决的问题环境,或许能知道该如何处理除数为 0 的情况。但如果这是一个意料之外的值,你也不清楚该如何处理,那就要抛出异常,而不是顺着原来的路径继续执行下去。
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@@ -56,7 +56,7 @@ if(t == null)
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### 异常参数
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与使用 Java 中的其他对象一样,我们总是用 new 在堆上创建异常对象,这也伴随着存储空间的分配和构造器的调用。所有标准异常类都有两个构造器:一个是默认构造器;另一个是接受字符串作为参数,以便能把相关信息放入异常对象的构造器:
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与使用 Java 中的其他对象一样,我们总是用 new 在堆上创建异常对象,这也伴随着存储空间的分配和构造器的调用。所有标准异常类都有两个构造器:一个是无参构造器;另一个是接受字符串作为参数,以便能把相关信息放入异常对象的构造器:
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```java
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throw new NullPointerException("t = null");
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@@ -82,7 +82,7 @@ try {
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}
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```
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对于不支持异常处理的程序语言,要想仔细检查错误,就得在每个方法调用的前后加上设置和错误检查的代码,甚至在每次调用同一方法时也得这么做。有了异常处理机制,可以把所有动作都放在 ry 块里,然后只需在一个地方就可以捕获所有异常。这意味着代码将更容易编写和阅读,因为完成任务的代码没有与错误检查的代码混在一起。
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对于不支持异常处理的程序语言,要想仔细检查错误,就得在每个方法调用的前后加上设置和错误检查的代码,甚至在每次调用同一方法时也得这么做。有了异常处理机制,可以把所有动作都放在 try 块里,然后只需在一个地方就可以捕获所有异常。这意味着你的代码将更容易编写和阅读,因为代码的目标是弄清楚错误检查。
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### 异常处理程序
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@@ -121,7 +121,7 @@ try {
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不必拘泥于 Java 中已有的异常类型。Java 提供的异常体系不可能预见所有的希望加以报告的错误,所以可以自己定义异常类来表示程序中可能会遇到的特定问题。
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要自己定义异常类,必须从已有的异常类继承,最好是选择意思相近的异常类继承(不过这样的异常并不容易找)。建立新的异常类型最简单的方法就是让编译器为你产生默认构造器,所以这几乎不用写多少代码:
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要自己定义异常类,必须从已有的异常类继承,最好是选择意思相近的异常类继承(不过这样的异常并不容易找)。建立新的异常类型最简单的方法就是让编译器为你产生无参构造器,所以这几乎不用写多少代码:
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```java
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// exceptions/InheritingExceptions.java
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@@ -153,7 +153,7 @@ Throw SimpleException from f()
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Caught it!
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```
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编译器创建了默认构造器,它将自动调用基类的默认构造器。本例中不会得到像 SimpleException(String) 这样的构造器,这种构造器也不实用。你将看到,对异常来说,最重要的部分就是类名,所以本例中建立的异常类在大多数情况下已经够用了。
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编译器创建了无参构造器,它将自动调用基类的无参构造器。本例中不会得到像 SimpleException(String) 这样的构造器,这种构造器也不实用。你将看到,对异常来说,最重要的部分就是类名,所以本例中建立的异常类在大多数情况下已经够用了。
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本例的结果被打印到了控制台上,本书的输出显示系统正是在控制台上自动地捕获和测试这些结果的。但是,你也许想通过写入 System.err 而将错误发送给标准错误流。通常这比把错误信息输出到 System.out 要好,因为 System.out 也许会被重定向。如果把结果送到 System.err,它就不会随 System.out 一起被重定向,这样更容易被用户注意。
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@@ -407,7 +407,7 @@ void f() { // ...
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这种在编译时被强制检查的异常称为被检查的异常。
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## 任意所有捕获
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## 捕获所有异常
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可以只写一个异常处理程序来捕获所有类型的异常。通过捕获异常类型的基类 Exception,就可以做到这一点(事实上还有其他的基类,但 Exception 是所有编程行为相关的基类):
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@@ -932,9 +932,9 @@ if(t == null)
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throw new NullPointerException();
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```
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如果必须对传递给方法的每个引用都检查其是否为 nul(因为无法确定调用者是否传入了非法引用),这听起来着实吓人。幸运的是,这不必由你亲自来做,它属于 Java 的标准运行时检测的一部分。如果对 null 引用进行调用,Java 会自动抛出 NullPointerException 异常,所以上述代码是多余的,尽管你也许想要执行其他的检查以确保 NullPointerException 不会出现。
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如果必须对传递给方法的每个引用都检查其是否为 null(因为无法确定调用者是否传入了非法引用),这听起来着实吓人。幸运的是,这不必由你亲自来做,它属于 Java 的标准运行时检测的一部分。如果对 null 引用进行调用,Java 会自动抛出 NullPointerException 异常,所以上述代码是多余的,尽管你也许想要执行其他的检查以确保 NullPointerException 不会出现。
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属于运行时异常的类型有很多,它们会自动被 lava 虚拟机抛出,所以不必在异常说明中把它们列出来。这些异常都是从 RuntimeException 类继承而来,所以既体现了继承的优点,使用起来也很方便。这构成了一组具有相同特征和行为的异常类型。并且,也不再需要在异常说明中声明方法将抛出 RuntimeException 类型的异常(或者任何从 RuntimeException 继承的异常),它们也被称为“不受检查异常”。这种异常属于错误,将被自动捕获,就不用你亲自动手了。要是自己去检查 RuntimeException 的话,代码就显得太混乱了。不过尽管通常不用捕获 RuntimeException 异常,但还是可以在代码中抛出 RuntimeException 类型的异常。
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属于运行时异常的类型有很多,它们会自动被 java 虚拟机抛出,所以不必在异常说明中把它们列出来。这些异常都是从 RuntimeException 类继承而来,所以既体现了继承的优点,使用起来也很方便。这构成了一组具有相同特征和行为的异常类型。并且,也不再需要在异常说明中声明方法将抛出 RuntimeException 类型的异常(或者任何从 RuntimeException 继承的异常),它们也被称为“不受检查异常”。这种异常属于错误,将被自动捕获,就不用你亲自动手了。要是自己去检查 RuntimeException 的话,代码就显得太混乱了。不过尽管通常不用捕获 RuntimeException 异常,但还是可以在代码中抛出 RuntimeException 类型的异常。
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RuntimeException 代表的是编程错误:
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@@ -1294,7 +1294,7 @@ public class ExceptionSilencer {
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## 异常限制
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当覆盖方法的时候,只能抛出在基类方法的异常说明里列出的那些异常。这个限制很有用,因为这意味若,当基类使用的代码应用到其派生类对象的时候,一样能够工作(当然,这是面向对象的基本概念),异常也不例外。
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当覆盖方法的时候,只能抛出在基类方法的异常说明里列出的那些异常。这个限制很有用,因为这意味着,若当基类使用的代码应用到其派生类对象的时候,一样能够工作(当然,这是面向对象的基本概念),异常也不例外。
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下面例子演示了这种(在编译时)施加在异常上面的限制:
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@@ -1951,10 +1951,10 @@ try {
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## 其他可选方式
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|异常处理系统就像一个活门(trap door),使你能放弃程序的正常执行序列。当“异常情形”
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异常处理系统就像一个活门(trap door),使你能放弃程序的正常执行序列。当“异常情形”
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发生的时候,正常的执行已变得不可能或者不需要了,这时就要用到这个“活门"。异常代表了当前方法不能继续执行的情形。开发异常处理系统的原因是,如果为每个方法所有可能发生的错误都进行处理的话,任务就显得过于繁重了,程序员也不愿意这么做。结果常常是将错误忽格。应该注意到,开发异常处理的初衷是为了方便程序员处理错误。
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异常处理的一个重要原则是“只有在你知道如何处理的情况下才捕获异常"。实际上,异常处理的一个重要目标就是把错误处理的代码同错误发生的地点相分离。这使你能在一段代码中专注于要完成的事情,至于如何处理错误,则放在另一段代码中完成。这样以来,主于代码就不会与错误处理逻辑混在一起,也更容易理解和维护。通过允许一个处理程序去处理多个出错点,异常处理还使得错误处理代码的数量趋向于减少。
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异常处理的一个重要原则是“只有在你知道如何处理的情况下才捕获异常"。实际上,异常处理的一个重要目标就是把错误处理的代码同错误发生的地点相分离。这使你能在一段代码中专注于要完成的事情,至于如何处理错误,则放在另一段代码中完成。这样以来,主要代码就不会与错误处理逻辑混在一起,也更容易理解和维护。通过允许一个处理程序去处理多个出错点,异常处理还使得错误处理代码的数量趋向于减少。
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“被检查的异常”使这个问题变得有些复杂,因为它们强制你在可能还没准备好处理错误的时候被迫加上 catch 子句,这就导致了吞食则有害(harmful if swallowed)的问题:
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@@ -1968,7 +1968,7 @@ try {
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当我意识到犯了这么大一个错误时,简直吓了一大跳,在本书第 2 版中,我在处理程序里通过打印栈轨迹的方法“修补”了这个问题(本章中的很多例子还是使用了这种方法,看起来还是比较合适的),虽然这样可以跟踪异常的行为,但是仍旧不知道该如何处理异常。这一节,我们来研究一下“被检查的异常”及其并发症,以及采用什么方法来解决这些问题。
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这个话题看起来简单,但实际上它不仅复杂,更重要的是还非常多变。总有人会顽固地坚持自己的立场,声称正确答案(也是他们的答案)是显而易见的。我觉得之所以会有这种观点,是因为我们使用的工具已经不是 ANS1 标准出台前的像 C 那样的弱类型语言,而是像 C++和 Java 这样的“强静态类型语言”(也就是编译时就做类型检查的语言),这是前者所无法比拟的。当刚开始这种转变的时候(就像我一样),会觉得它带来的好处是那样明显,好像类型检查总能解决所有的问题。在此,我想结合我自己的认识过程,告诉读者我是怎样从对类型检查的绝对迷信变成持怀疑态度的,当然,很多时候它还是非常有用的,但是当它挡住我们的去路并成为障碍的时候,我们就得跨过去。只是这条界限往往并不是很清晰(我最喜欢的一句格言是:所有模型都是错误的,但有些是能用的)。
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这个话题看起来简单,但实际上它不仅复杂,更重要的是还非常多变。总有人会顽固地坚持自己的立场,声称正确答案(也是他们的答案)是显而易见的。我觉得之所以会有这种观点,是因为我们使用的工具已经不是 ANS1 标准出台前的像 C 那样的弱类型语言,而是像 C++ 和 Java 这样的“强静态类型语言”(也就是编译时就做类型检查的语言),这是前者所无法比拟的。当刚开始这种转变的时候(就像我一样),会觉得它带来的好处是那样明显,好像类型检查总能解决所有的问题。在此,我想结合我自己的认识过程,告诉读者我是怎样从对类型检查的绝对迷信变成持怀疑态度的,当然,很多时候它还是非常有用的,但是当它挡住我们的去路并成为障碍的时候,我们就得跨过去。只是这条界限往往并不是很清晰(我最喜欢的一句格言是:所有模型都是错误的,但有些是能用的)。
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### 历史
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@@ -1990,15 +1990,15 @@ C++从 CLU 那里还带来另一种思想:异常说明。这样,就可以用
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C++的异常说明不属于函数的类型信息。编译时唯一要检查的是异常说明是不是前后一致;比如,如果函数或方法会抛出某些异常,那么它的重载版本或者派生版本也必须抛出同样的异常。与 Java 不同,C++不会在编译时进行检查以确定函数或方法是不是真的抛出异常,或者异常说明是不是完整(也就是说,异常说明有没有精确描述所有可能被抛出的异常)。这样的检查只发生在运行期间。如果抛出的异常与异常说明不符,C++会调用标准类库的 unexpected() 函数。
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值得注意的是,由于使用了模板,C++的标准类库实现里根本没有使用异常说明。在 Java 中,对于范型用于异常说明的方式存在着一些限制。
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值得注意的是,由于使用了模板,C++ 的标准类库实现里根本没有使用异常说明。在 Java 中,对于范型用于异常说明的方式存在着一些限制。
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### 观点
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首先,Java 无谓地发明了“被检查的异常”(很明显是受 C++异常说明的启发,以及受 C++程序员们一般对此无动于衷的事实的影响),但是,这还只是一次尝试,目前为止还没有别的语言采用这种做法。
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首先,Java 无谓地发明了“被检查的异常”(很明显是受 C++ 异常说明的启发,以及受 C++ 程序员们一般对此无动于衷的事实的影响),但是,这还只是一次尝试,目前为止还没有别的语言采用这种做法。
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其次,仅从示意性的例子和小程序来看,“被检查的异常”的好处很明显。但是当程序开始变大的时候,就会带来一些微妙的问题。当然,程序不是一下就变大的,这有个过程。如果把不适用于大项目的语言用于小项目,当这些项目不断膨胀时,突然有一天你会发现,原来可以管理的东西,现在已经变得无法管理了。这就是我所说的过多的类型检查,特别是“被检查的异常"所造成的问题。
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看来程序的规模是个重要因素。由于很多讨论都用小程序来做演示,因此这并不足以说明问题。一名 C#的设计人员发现:
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看来程序的规模是个重要因素。由于很多讨论都用小程序来做演示,因此这并不足以说明问题。一名 C# 的设计人员发现:
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> “仅从小程序来看,会认为异常说明能增加开发人员的效率,并提高代码的质量;但考察大项目的时候,结论就不同了-开发效率下降了,而代码质量只有微不足道的提高,甚至毫无提高”。
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@@ -2053,7 +2053,7 @@ public class MainException {
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### 把“被检查的异常”转换为“不检查的异常”
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在编写你自己使用的简单程序时,从 main() 中抛出异常是很方便的,但这不是通用的方法。
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在编写你自己使用的简单程序时,从主方法中抛出异常是很方便的,但这不是通用的方法。
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问题的实质是,当在一个普通方法里调用别的方法时,要考虑到“我不知道该这样处理这个异常,但是也不想把它‘吞’了,或若打印一些无用的消息”。异常链提供了一种新的思路来解决这个问题。可以直接把“被检查的异常”包装进 RuntimeException 里面,就像这样:
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@@ -2166,7 +2166,7 @@ WrapCheckedException.throwRuntimeException() 的代码可以生成不同类型
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异常是 Java 程序设计不可分割的一部分,如果不了解如何使用它们,那你只能完成很有限的工作。正因为如此,本书专门在此介绍了异常——对于许多类库(例如提到过的 I/O 库),如果不处理异常,你就无法使用它们。
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异常处理的优点之一就是它使得你可以在某处集中精力处理你要解决的问题,而在另一处处理你编写的这段代码中产生的错误。尽管异常通常被认为是一种工具,使得你可以在运行时报告错误并从错误中恢复,但是我一直怀疑到底有多少时候“恢复”真正得以实现了,或者能够得以实现。我认为这种情况少于 10%,并且即便是这 10%,也只是将栈展开到某个已知的稳定状态,而并没有实际执行任何种类的恢复性行为。无论这是否正确,我一直相信“报告”功能是异常的精髓所在.Java 坚定地强调将所有的错误都以异常形式报告的这一事实,正是它远远超过语如 C++这类语言的长处之一,因为在 C++这类语言中,需要以大量不同的方式来报告错误,或者根本就没有提供错误报告功能。一致的错误报告系统意味着,你再也不必对所写的每一段代码,都质问自己“错误是否正在成为漏网之鱼?”(只要你没有“吞咽”异常,这是关键所在!)。
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异常处理的优点之一就是它使得你可以在某处集中精力处理你要解决的问题,而在另一处处理你编写的这段代码中产生的错误。尽管异常通常被认为是一种工具,使得你可以在运行时报告错误并从错误中恢复,但是我一直怀疑到底有多少时候“恢复”真正得以实现了,或者能够得以实现。我认为这种情况少于 10%,并且即便是这 10%,也只是将栈展开到某个已知的稳定状态,而并没有实际执行任何种类的恢复性行为。无论这是否正确,我一直相信“报告”功能是异常的精髓所在. Java 坚定地强调将所有的错误都以异常形式报告的这一事实,正是它远远超过语如 C++ 这类语言的长处之一,因为在 C++ 这类语言中,需要以大量不同的方式来报告错误,或者根本就没有提供错误报告功能。一致的错误报告系统意味着,你再也不必对所写的每一段代码,都质问自己“错误是否正在成为漏网之鱼?”(只要你没有“吞咽”异常,这是关键所在!)。
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就像你将要在后续章节中看到的,通过将这个问题甩给其他代码-即使你是通过抛出 RuntimeException 来实现这一点的--你在设计和实现时,便可以专注于更加有趣和富有挑战性的问题了。
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@@ -2180,11 +2180,11 @@ WrapCheckedException.throwRuntimeException() 的代码可以生成不同类型
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我们开始讨论Go编程语言,我很着迷,因为Rob Pike等人。我们已经清楚地提出了许多关于语言设计的非常尖锐和基本的问题。基本上,他们已经采取了我们开始接受的有关语言的所有内容,并询问“为什么?”关于每一种语言。学习这门语言真的让你思考和怀疑。
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我的印象是,Go团队决定不做任何假设,只有在明确需要特征的情况下才能改进语言。他们似乎并不担心进行破坏旧代码的更改 - 他们创建了一个重写工具,因此如果他们进行了这些更改,它将为您重写代码。这使他们能够使语言成为一个持续的实验,以发现真正需要的东西,而不是做Big Upfront Design。
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我的印象是,Go团队决定不做任何假设,只有在明确需要特征的情况下才能改进语言。他们似乎并不担心进行破坏旧代码的更改 - 他们创建了一个重写工具,因此如果他们进行了这些更改,它将为您重写代码。这使他们能够使语言成为一个持续的实验,以发现真正需要的东西,而不是做 Big Upfront Design。
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他们做出的最有趣的决定之一是完全排除异常。你没有看错 —— 他们不只是遗漏了经过检查的异常情况。他们遗漏了所有异常情况。
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替代方案非常简单,起初它几乎看起来像C一样。因为Go从一开始就包含了元组,所以你可以轻松地从函数调用中返回两个对象:
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替代方案非常简单,起初它几乎看起来像 C 一样。因为 Go 从一开始就包含了元组,所以你可以轻松地从函数调用中返回两个对象:
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```go
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result, err := functionCall()
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@@ -2194,11 +2194,11 @@ result, err := functionCall()
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就是这样:对于每次调用,您都会获得结果对象和错误对象。您可以立即检查错误(这是典型的,因为如果某些操作失败,则不太可能继续下一步),或者稍后检查是否有效。
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起初这似乎很原始,是古代的回归。但到目前为止,我发现Go中的决定都得到了很好的考虑,值得深思。我只是做出反应,因为我的大脑是异常的吗?这会如何影响 James 的问题?
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起初这似乎很原始,是古代的回归。但到目前为止,我发现 Go 中的决定都得到了很好的考虑,值得深思。我只是做出反应,因为我的大脑是异常的吗?这会如何影响 James 的问题?
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它发生在我身上,我已经将异常处理视为一种并行执行路径。如果你遇到异常,你会跳出正常的路径进入这个并行执行路径,这是一种“奇异世界”,你不再做你写的东西,而是跳进catch和finally子句。正是这种替代执行路径的世界导致了 James 抱怨的问题。
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它发生在我身上,我已经将异常处理视为一种并行执行路径。如果你遇到异常,你会跳出正常的路径进入这个并行执行路径,这是一种“奇异世界”,你不再做你写的东西,而是跳进 catch 和 finally 子句。正是这种替代执行路径的世界导致了 James 抱怨的问题。
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James 创造了一个对象。理想的情况下。对象创建不会导致潜在的异常,因此你必须抓住它们。你必须通过try-finally跟踪创建以确保清理发生(Python团队意识到清理不是一个特殊的条件,而是一个单独的问题,所以他们创建了一个不同的语言构造 - 以便停止混淆二)。任何导致异常的调用都会停止正常的执行路径并跳转(通过并行bizarro-world)到 catch 子句。
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James 创造了一个对象。理想的情况下。对象创建不会导致潜在的异常,因此你必须抓住它们。你必须通过 try-finally 跟踪创建以确保清理发生(Python团队意识到清理不是一个特殊的条件,而是一个单独的问题,所以他们创建了一个不同的语言构造 - 以便停止混淆二)。任何导致异常的调用都会停止正常的执行路径并跳转(通过并行bizarro-world)到 catch 子句。
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关于异常的一个基本假设是,我们通过在块结束时收集所有错误处理代码而不是在它们发生时处理错误来获益。在这两种情况下,我们都会停止正常执行,但是异常处理有一个自动机制,它会将你从正常的执行路径中抛出,跳转到你的并行异常世界,然后在正确的处理程序中再次弹出你。
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