詳解Runtime Exception異常

一、什麼是Runtime Exception

在Java編程中，Runtime Exception指運行時異常，是指程序在運行期間拋出的異常。運行時異常不同於受檢異常，它們不需要在方法聲明中聲明。運行時異常通常是由程序邏輯錯誤引起的，例如除數為0或者數組下標越界等問題。

而通過Java編譯器在編譯期可以發現的異常稱為受檢異常，受檢異常必須在方法簽名中聲明，或者捕獲並處理它們。例如IOException和ClassNotFoundException等異常。

二、運行時異常的種類

在Java中，常見的運行時異常類型有以下幾種：

1. NullPointerException

空指針異常是Java中最常見的異常之一。當使用一個空對象的引用去操作對象的時候就會發生空指針異常。

public class NullPointerExceptionDemo {
    public static void main(String[] args) {
        String name = null;
        System.out.println(name.length());
    }
}

2. ArithmeticException

算術異常在數學運算中非常常見，例如除數為0，會拋出算術異常。

public class ArithmeticExceptionDemo {
    public static void main(String[] args) {
        int a = 10, b = 0;
        int result = a / b;
        System.out.println(result);
    }
}

3. ArrayIndexOutOfBoundsException

當我們訪問數組元素時，如果使用了一個不合法的索引，例如負數索引或超出數組長度的索引就會發生數組越界異常。

public class ArrayIndexOutOfBoundsExceptionDemo {
    public static void main(String[] args) {
        int[] arr = {1, 2, 3};
        System.out.println(arr[5]);
    }
}

4. IllegalArgumentException

當傳遞了不合法或錯誤的參數時，可能會拋出IllegalArgumentException異常。

public class IllegalArgumentExceptionDemo {
    public static void main(String[] args) {
        int age = -1;
        if (age  120) {
            throw new IllegalArgumentException("Invalid age: " + age);
        }
    }
}

5. ClassCastException

在Java中，使用類型轉換運算符可能會引起ClassCastException異常，即嘗試將一個對象強制轉換為不兼容的類型。

public class ClassCastExceptionDemo {
    public static void main(String[] args) {
        Object name = "John";
        Integer num = (Integer) name;  //發生ClassCastException
    }
}

三、如何避免Runtime Exception

雖然運行時異常在程序開發中是不可避免的，但是通過一些編程習慣和技巧，可以減少運行時異常的發生。

1. 檢查null引用

避免操作null引用，可以使用if語句對所有引用進行檢查，保證引用不為null。

if (name != null) {
    System.out.println(name.length());
}

2. 檢查數組下標

訪問數組下標時一定要確保下標在數組的範圍內。

if (index >= 0 && index <= arr.length - 1) {
    System.out.println(arr[index]);
}

3. 轉型前進行類型檢查

在進行轉型前，最好進行類型檢查。

if (name instanceof Integer) {
    Integer num = (Integer) name; 
}

4. 對方法參數進行檢查

在方法中對參數進行檢查，確保參數是有效的。

public void doSomething(String name) {
    if (name == null || name.isEmpty()) {
        throw new IllegalArgumentException("Invalid name: " + name);
    }
}

四、總結

Runtime Exception是Java中最常見的異常之一。本文介紹了幾種常見的運行時異常類型，以及如何避免它們的發生。