狄慧201771010104《面向对象程序设计（java）》第九周学习总结

实验九异常、断言与日志

实验时间 2018-10-25

一、知识点总结：

（一）处理错误：

1、可能出现的问题获错误：

用户输入错误、设备错误、物理限制、代码错误。

2、异常具有自己的语法和特定的继承结构：

异常分类：异常对象都是派生于Throwable类的一个实例，但在下一层立即分为两个支：Error和Exception。

（二）异常分类：

1.非致命异常:通过某种修正后程序还能继续执行。这类错误叫作异常。如：文件不存在、无效的数组下标、空引用、网络断开、打印机脱机、磁盘满等。 Java中提供了一种独特的处理异常的机制，通过异常来处理程序设计中出现的错误。

2.致命异常：程序遇到了非常严重的不正常状态，不能简单恢复执行，是致命性错误。如：内存耗尽、系统内部错误等。这种错误程序本身无法解决。

3. Java中所有的异常类都直接或间接地继承于 Throwable类。除内置异常类外，程序员可自定义异常类。

Java中的异常类可分为两大类：

1>.Error Error类层次结构描述了Java运行时系统的内部错误和资源耗尽错误。应用程序不应该捕获这类异常，也不会抛出这种异常。

2>.Exception Exception类：重点掌握的异常类。Exception层次结构又分解为两个分支：一个分支派生于 RuntimeException；另一个分支包含其他异常

（三）声明受查异常：如果遇到无法处理的情况，Java方法可以抛出一个异常，不仅要告诉编辑器将要返回什么值，还要告诉编辑器有可能发生什么错误。方法应该在其首部声明可能发生的所有异常，遇到以下四种情况时应该抛出异常：1调用一个抛出受查异常的方法；2程序运行过程中发现错误，并且利用throw语句抛出一个受查异常；3程序出现错误；4Java虚拟机和运行时库出现的内部错误。

（四）如何抛出异常：首先要决定应该抛出什么类型的异常。对于一个已经存在的异常类，将其抛出十分容易。在这种情况下：1找到一个合适的异常类2创建这个类的一个对象3将对象抛出。一旦方法抛出了异常，这个方法就不可能返回到调用者。

（五）创建异常类：定义一个派生于Exception（或子类）的类。

二、实验

1、实验目的与要求

(1) 掌握java异常处理技术；

(2) 了解断言的用法；

(3) 了解日志的用途；

(4) 掌握程序基础调试技巧；

2、实验内容和步骤

实验1：用命令行与IDE两种环境下编辑调试运行源程序ExceptionDemo1、ExceptionDemo2，结合程序运行结果理解程序，掌握未检查异常和已检查异常的区别。

//异常示例1

public class ExceptionDemo1 {

public static void main(String args[]) {

int a = 0;

System.out.println(5 / a);

}

//异常示例2

import java.io.*;

public class ExceptionDemo2 {

public static void main(String args[])

{

FileInputStream fis=new FileInputStream("text.txt");//JVM自动生成异常对象

int b;

while((b=fis.read())!=-1)

{

System.out.print(b);

}

fis.close();

}

public class ExceptionDemo1 {

    public static void main(String[] args) {
        int a = 0;
        if(a==0) {
            System.out.println("除数为零");
        }
        else
        {
            System.out.println(5 / a);
        }
        
    }

}

import java.io.*;

public class ExceptionDemo2{ 
    public static void main(String args[])  
     {
          FileInputStream fis;
        try {
          fis = new FileInputStream("text.txt"); 
          int b;
          while((b=fis.read())!=-1)
          {
              System.out.print(b);
          }
          fis.close();
        }catch (Exception e) {
              // TODO Auto-generated catch block
              e.printStackTrace();//打印堆栈信息
//            System.out.println("Hello.");
        }//JVM自动生成异常对象
     }
}

实验2： 导入以下示例程序，测试程序并进行代码注释。

测试程序1：

l 在elipse IDE中编辑、编译、调试运行教材281页7-1，结合程序运行结果理解程序；

l 在程序中相关代码处添加新知识的注释；

l 掌握Throwable类的堆栈跟踪方法；

package stackTrace;//堆栈轨迹

import java.util.*;

/**
 * A program that displays a trace feature of a recursive method call.展示一个递归方法调用的轨迹特征
 * @version 1.01 2004-05-10
 * @author Cay Horstmann
 */
public class StackTraceTest
{
   /**
    * Computes the factorial of a number计算一个数的阶乘
    * @param n a non-negative integer非负整数
    * @return n! = 1 * 2 * . . . * n
    */
   public static int factorial(int n)//静态类阶乘
   {
      System.out.println("factorial(" + n + "):");//输出要阶乘的数n
      Throwable t = new Throwable();//将抛出异常赋值给t
      StackTraceElement[] frames = t.getStackTrace();//把抛出的堆栈轨迹t赋值给要素frames多窗口页面
      for (StackTraceElement f : frames)
         System.out.println(f);
      int r;
      if (n <= 1) r = 1;//如果n小于等于1，则r等于1
      else r = n * factorial(n - 1);//否则
      System.out.println("return " + r);
      return r;
   }

   public static void main(String[] args)
   {
      Scanner in = new Scanner(System.in);//用户输入
      System.out.print("Enter n: ");
      int n = in.nextInt();
      factorial(n);
   }
}
//堆栈先进后出，最后进入factorial(1)，同样先出进行运算

View Code

package stackTrace;//堆栈轨迹

import java.util.*;

/**
 * A program that displays a trace feature of a recursive method call.展示一个递归方法调用的轨迹特征
 * @version 1.01 2004-05-10
 * @author Cay Horstmann
 */
public class StackTraceTest
{
   /**
    * Computes the factorial of a number计算一个数的阶乘
    * @param n a non-negative integer非负整数
    * @return n! = 1 * 2 * . . . * n
    */
   public static int factorial(int n)//静态类阶乘
   {
      System.out.println("factorial(" + n + "):");//输出要阶乘的数n
      Throwable t = new Throwable();//将抛出异常赋值给t
      StackTraceElement[] frames = t.getStackTrace();//把抛出的堆栈轨迹t赋值给要素frames多窗口页面
      for (StackTraceElement f : frames)
         System.out.println(f);
      int r;
      if (n <= 1) r = 1;//如果n小于等于1，则r等于1
      else r = n * factorial(n - 1);//否则
      System.out.println("return " + r);
      return r;
   }

   public static void main(String[] args)
   {
      Scanner in = new Scanner(System.in);//用户输入
      System.out.print("Enter n: ");
      int n = in.nextInt();
      factorial(n);
   }
}
//堆栈先进后出，最后进入factorial(1)，同样先出进行运算

测试程序2：

l Java语言的异常处理有积极处理方法和消极处理两种方式；

l 下列两个简答程序范例给出了两种异常处理的代码格式。在elipse IDE中编辑、调试运行源程序ExceptionalTest.java，将程序中的text文件更换为身份证号.txt，要求将文件内容读入内容，并在控制台显示；

l 掌握两种异常处理技术的特点。

//积极处理方式　　

import java.io.*;

class ExceptionTest {

public static void main (string args[])

{

try{

FileInputStream fis=new FileInputStream("text.txt");

}

catch（FileNotFoundExcption e）

{ …… }

……

}

//消极处理方式

import java.io.*;

class ExceptionTest {

public static void main (string args[]) throws FileNotFoundExcption

{

FileInputStream fis=new FileInputStream("text.txt");

}

//积极处理方式　　
import java.io.*;
import java.io.BufferedReader;
import java.io.FileReader;
class ExceptionTest {
    public static void main (String args[])
   {
       
           File fis=new File("身份证号.txt");
           try {
               FileReader fr = new FileReader(fis);
                        BufferedReader br = new BufferedReader(fr);
                        try {
                             String s, s2 = new String();
                             while ((s = br.readLine()) != null) {
                                 s2 += s + "
 ";
                             }
                             br.close();
                             System.out.println(s2);
           }catch (IOException e) {
               e.printStackTrace();
           }
       }catch（FileNotFoundExcption e）
       {
           e.printStackTrace(); 
       }
    }
}

//消极处理方式

import java.io.*;
class ExceptionTest1 {
    public static void main (String args[]) throws  IOException
     {
         File fis=new File("身份证号.txt");
        FileReader fr = new FileReader(fis);
       BufferedReader br = new BufferedReader(fr);
       
            String s, s2 = new String();
            while ((s = br.readLine()) != null)
            {
                s2 += s + "
 ";
            }
            br.close();
            System.out.println(s2);
     }
}

实验3: 编程练习

练习1：

l 编制一个程序，将身份证号.txt 中的信息读入到内存中；

l 按姓名字典序输出人员信息；

l 查询最大年龄的人员信息；

l 查询最小年龄人员信息；

l 输入你的年龄，查询身份证号.txt中年龄与你最近人的姓名、身份证号、年龄、性别和出生地；

l 查询人员中是否有你的同乡；

l 在以上程序适当位置加入异常捕获代码。

import java.io.BufferedReader;
import java.io.File;
import java.io.FileInputStream;
import java.io.FileNotFoundException;
import java.io.IOException;
import java.io.InputStreamReader;
import java.util.ArrayList;
import java.util.Arrays;
import java.util.Collections;
import java.util.Scanner;


public class A{
    private static ArrayList<Test> studentlist;
    public static void main(String[] args) {
        studentlist = new ArrayList<>();
        Scanner scanner = new Scanner(System.in);
        File file = new File("D:\身份证号.txt");
        try {
            FileInputStream fis = new FileInputStream(file);
            BufferedReader in = new BufferedReader(new InputStreamReader(fis));
            String temp = null;
            while ((temp = in.readLine()) != null) {
                
                Scanner linescanner = new Scanner(temp);
                
                linescanner.useDelimiter(" ");    
                String name = linescanner.next();
                String number = linescanner.next();
                String sex = linescanner.next();
                String age = linescanner.next();
                String province =linescanner.nextLine();
                Test student = new Test();
                student.setName(name);
                student.setnumber(number);
                student.setsex(sex);
                int a = Integer.parseInt(age);
                student.setage(a);
                student.setprovince(province);
                studentlist.add(student);

            }
        } catch (FileNotFoundException e) {
            System.out.println("学生信息文件找不到");
            e.printStackTrace();
        } catch (IOException e) {
            System.out.println("学生信息文件读取错误");
            e.printStackTrace();
        }
        boolean isTrue = true;
        while (isTrue) {
           
            System.out.println("1:字典排序");
            System.out.println("2:输出年龄最大和年龄最小的人");
            System.out.println("3:寻找老乡");
            System.out.println("4:寻找年龄相近的人");
            System.out.println("5:退出");
            String m = scanner.next();
            switch (m) {
            case "1":
                Collections.sort(studentlist);              
                System.out.println(studentlist.toString());
                break;
            case "2":
                 int max=0,min=100;
                 int j,k1 = 0,k2=0;
                 for(int i=1;i<studentlist.size();i++)
                 {
                     j=studentlist.get(i).getage();
                 if(j>max)
                 {
                     max=j; 
                     k1=i;
                 }
                 if(j<min)
                 {
                   min=j; 
                   k2=i;
                 }
                 
                 }  
                 System.out.println("年龄最大："+studentlist.get(k1));
                 System.out.println("年龄最小："+studentlist.get(k2));
                break;
            case "3":
                 System.out.println("province?");
                 String find = scanner.next();        
                 String place=find.substring(0,3);
                 for (int i = 0; i <studentlist.size(); i++) 
                 {
                     if(studentlist.get(i).getprovince().substring(1,4).equals(place)) 
                         System.out.println("province"+studentlist.get(i));
                 }             
                 break;
                 
            case "4":
                System.out.println("年龄：");
                int yourage = scanner.nextInt();
                int near=agematched(yourage);
                int value=yourage-studentlist.get(near).getage();
                System.out.println(""+studentlist.get(near));
                break;
            case "5":
                isTrue = false;
                System.out.println("退出程序!");
                break;
                default:
                System.out.println("输入有误");

            }
        }
    }
        public static int agematched(int age) {      
        int j=0,min=53,value=0,k=0;
         for (int i = 0; i < studentlist.size(); i++)
         {
             value=studentlist.get(i).getage()-age;
             if(value<0) value=-value; 
             if (value<min) 
             {
                min=value;
                k=i;
             } 
          }    
         return k;         
      }

}

public  class Test implements Comparable<Test> {

    private String name;
    private String number ;
    private String sex ;
    private int age;
    private String province;
   
    public String getName() {
        return name;
    }
    public void setName(String name) {
        this.name = name;
    }
    public String getnumber() {
        return number;
    }
    public void setnumber(String number) {
        this.number = number;
    }
    public String getsex() {
        return sex ;
    }
    public void setsex(String sex ) {
        this.sex =sex ;
    }
    public int getage() {

        return age;
        }
        public void setage(int age) {
           
        this.age= age;
        }

    public String getprovince() {
        return province;
    }
    public void setprovince(String province) {
        this.province=province ;
    }

    public int compareTo(Test o) {
       return this.name.compareTo(o.getName());
    }

    public String toString() {
        return  name+"	"+sex+"	"+age+"	"+number+"	"+province+"
";
    }
    
}

注：以下实验课后完成

练习2：

l 编写一个计算器类，可以完成加、减、乘、除的操作；

l 利用计算机类，设计一个小学生100以内数的四则运算练习程序，由计算机随机产生10道加减乘除练习题，学生输入答案，由程序检查答案是否正确，每道题正确计10分，错误不计分，10道题测试结束后给出测试总分；

l 将程序中测试练习题及学生答题结果输出到文件，文件名为test.txt；

l 在以上程序适当位置加入异常捕获代码。

import java.util.Random;
import java.util.Scanner;

import java.io.FileNotFoundException;

import java.io.PrintWriter;

public class math{
    public static void main(String[] args)
    {
        
        yunsuan counter=new yunsuan();//与其它类建立联系
    PrintWriter out=null;
    try {
        out=new PrintWriter("D:/text.txt");
         
    }catch(FileNotFoundException e) {
        e.printStackTrace();
    }
    int sum=0;

    for(int i=0;i<10;i++)
    {
    int a=new Random().nextInt(100);
    int b=new Random().nextInt(100);
    Scanner in=new Scanner(System.in);
    //in.close();
    
    switch((int)(Math.random()*4))
    
    {
    
    case 0:
        System.out.println( ""+a+"+"+b+"=");
        
        int c1 = in.nextInt();
        out.println(a+"+"+b+"="+c1);
        if (c1 == counter.add(a, b)) {
            sum += 10;
            System.out.println("答案正确");
        }
        else {
            System.out.println("答案错误");
        }
        
        break ;
    case 1:
        if(a<b)
                        {
                                 int temp=a;
                                 a=b;
                                 b=temp;
                             }//为避免减数比被减数大的情况

         System.out.println(""+a+"-"+b+"=");
         /*while((a-b)<0)
         {  
             b = (int) Math.round(Math.random() * 100);
             
         }*/
        int c2 = in.nextInt();
        
        out.println(a+"-"+b+"="+c2);
        if (c2 == counter.reduce(a, b)) {
            sum += 10;
            System.out.println("答案正确");
        }
        else {
            System.out.println("答案错误");
        }
         
        break ;
    
      

    
    case 2:
        
         System.out.println(""+a+"*"+b+"=");
        int c = in.nextInt();
        out.println(a+"*"+b+"="+c);
        if (c == counter.multiply(a, b)) {
            sum += 10;
            System.out.println("答案正确");
        }
        else {
            System.out.println("答案错误");
        }
        break;
    case 3:
        
        
        System.out.println(""+a+"/"+b+"=");
        while(b==0)
        {  b = (int) Math.round(Math.random() * 100);
        }
     int c0= in.nextInt();
     out.println(a+"/"+b+"="+c0);
     if (c0 == counter.devision(a, b)) {
         sum += 10;
         System.out.println("答案正确");
     }
     else {
         System.out.println("答案错误");
     }
    
     break;
     

    }
    }
    System.out.println("totlescore:"+sum);
    out.println(sum);
    
    out.close();
    }
    }

//import java.util.Random;

public class yunsuan{
    //int a=new Random().nextInt(100);
    //int b=new Random().nextInt(100);
    
    public int add(int a,int b)
    {
        return a+b;
    }
    public int reduce(int a,int b)
    {
        if((a-b)>0)
        return a-b;
        else return 0;
    }
    public int multiply(int a,int b)
    {
        return a*b;
    }
    public int devision(int a,int b)
    {
        if(b!=0)
        return  a/b;
        else  return 0;
        
    }
}

实验4：断言、日志、程序调试技巧验证实验。

实验程序1：

//断言程序示例

public class AssertDemo {

public static void main(String[] args) {

test1(-5);

test2(-3);

}

private static void test1(int a){

assert a > 0;

System.out.println(a);

}

private static void test2(int a){

assert a > 0 : "something goes wrong here, a cannot be less than 0";

System.out.println(a);

}

l 在elipse下调试程序AssertDemo，结合程序运行结果理解程序；

l 注释语句test1(-5);后重新运行程序，结合程序运行结果理解程序；

l 掌握断言的使用特点及用法。

实验程序2：

l 用JDK命令调试运行教材298页-300页程序7-2，结合程序运行结果理解程序；

l 并掌握Java日志系统的用途及用法。

实验程序3：

l 用JDK命令调试运行教材298页-300页程序7-2，结合程序运行结果理解程序；

l 按课件66-77内容练习并掌握Elipse的常用调试技术。

package logging;

import java.awt.*;
import java.awt.event.*;
import java.io.*;
import java.util.logging.*;
import javax.swing.*;

/**
 * A modification of the image viewer program that logs various events.
 * @version 1.03 2015-08-20
 * @author Cay Horstmann
 */
public class LoggingImageViewer
{
   public static void main(String[] args)
   {
      if (System.getProperty("java.util.logging.config.class") == null
            && System.getProperty("java.util.logging.config.file") == null)
      {
         try
         {
            Logger.getLogger("com.horstmann.corejava").setLevel(Level.ALL);
            final int LOG_ROTATION_COUNT = 10;
            Handler handler = new FileHandler("%h/LoggingImageViewer.log", 0, LOG_ROTATION_COUNT);
            Logger.getLogger("com.horstmann.corejava").addHandler(handler);
         }
         catch (IOException e)
         {
            Logger.getLogger("com.horstmann.corejava").log(Level.SEVERE,
                  "Can't create log file handler", e);
         }
      }

      EventQueue.invokeLater(() ->
            {
               Handler windowHandler = new WindowHandler();
               windowHandler.setLevel(Level.ALL);
               Logger.getLogger("com.horstmann.corejava").addHandler(windowHandler);

               JFrame frame = new ImageViewerFrame();
               frame.setTitle("LoggingImageViewer");
               frame.setDefaultCloseOperation(JFrame.EXIT_ON_CLOSE);

               Logger.getLogger("com.horstmann.corejava").fine("Showing frame");
               frame.setVisible(true);
            });
   }
}

/**
 * The frame that shows the image.
 */
class ImageViewerFrame extends JFrame
{
   private static final int DEFAULT_WIDTH = 300;
   private static final int DEFAULT_HEIGHT = 400;   

   private JLabel label;
   private static Logger logger = Logger.getLogger("com.horstmann.corejava");

   public ImageViewerFrame()
   {
      logger.entering("ImageViewerFrame", "<init>");      
      setSize(DEFAULT_WIDTH, DEFAULT_HEIGHT);

      // set up menu bar
      JMenuBar menuBar = new JMenuBar();
      setJMenuBar(menuBar);

      JMenu menu = new JMenu("File");
      menuBar.add(menu);

      JMenuItem openItem = new JMenuItem("Open");
      menu.add(openItem);
      openItem.addActionListener(new FileOpenListener());

      JMenuItem exitItem = new JMenuItem("Exit");
      menu.add(exitItem);
      exitItem.addActionListener(new ActionListener()
         {
            public void actionPerformed(ActionEvent event)
            {
               logger.fine("Exiting.");
               System.exit(0);
            }
         });

      // use a label to display the images
      label = new JLabel();
      add(label);
      logger.exiting("ImageViewerFrame", "<init>");
   }

   private class FileOpenListener implements ActionListener
   {
      public void actionPerformed(ActionEvent event)
      {
         logger.entering("ImageViewerFrame.FileOpenListener", "actionPerformed", event);

         // set up file chooser
         JFileChooser chooser = new JFileChooser();
         chooser.setCurrentDirectory(new File("."));

         // accept all files ending with .gif
         chooser.setFileFilter(new javax.swing.filechooser.FileFilter()
            {
               public boolean accept(File f)
               {
                  return f.getName().toLowerCase().endsWith(".gif") || f.isDirectory();
               }

               public String getDescription()
               {
                  return "GIF Images";
               }
            });

         // show file chooser dialog
         int r = chooser.showOpenDialog(ImageViewerFrame.this);

         // if image file accepted, set it as icon of the label
         if (r == JFileChooser.APPROVE_OPTION)
         {
            String name = chooser.getSelectedFile().getPath();
            logger.log(Level.FINE, "Reading file {0}", name);
            label.setIcon(new ImageIcon(name));
         }
         else logger.fine("File open dialog canceled.");
         logger.exiting("ImageViewerFrame.FileOpenListener", "actionPerformed");
      }
   }
}

/**
 * A handler for displaying log records in a window.
 */
class WindowHandler extends StreamHandler
{
   private JFrame frame;

   public WindowHandler()
   {
      frame = new JFrame();
      final JTextArea output = new JTextArea();
      output.setEditable(false);
      frame.setSize(200, 200);
      frame.add(new JScrollPane(output));
      frame.setFocusableWindowState(false);
      frame.setVisible(true);
      setOutputStream(new OutputStream()
         {
            public void write(int b)
            {
            } // not called

            public void write(byte[] b, int off, int len)
            {
               output.append(new String(b, off, len));
            }
         });
   }

   public void publish(LogRecord record)
   {
      if (!frame.isVisible()) return;
      super.publish(record);
      flush();
   }
}

三、实验总结：

在本周的实验中，我学习了解了几种异常处理的方法，通过实验，我已经掌握了处理异常的方法，并能够在程序中恰当的位置添加try、catch语句，但是在写程序的过程中多多少少还是会遇到一些问题，在后面会多加练习的。