20145216史婧瑶《Java程序设计》第5周学习总结

20145216 《Java程序设计》第5周学习总结

教材学习内容总结

第八章 异常处理

8.1 语法与继承架构

  • Java中所有错误都会被打包为对象，运用try、catch，可以在错误发生时显示友好的错误信息。如：

    import java.util.*;

public class Average2
{
    public static void main(String[] args)
    {
       try
       {
           Scanner console = new Scanner(System.in);
           double sum = 0;
           int count = 0;
           while (true)
           {
               int number = console.nextInt();
               if (number ==0)
               {
                   break;
               }
               sum += number;
               count++;
           }
           System.out.printf("平均 %.2f%n",sum / count);
       }
       catch (InputMismatchException ex)
       {
           System.out.println("必须输入整数");
       }
    }
}

  • 运用try、catch，还可以在捕捉处理错误之后，尝试恢复程序正常执行流程。如：

    import java.util.*;

public class Average3
{
    public static void main(String[] args)
    {
        Scanner console = new Scanner(System.in);
        double sum = 0;
        int count = 0;
        while (true)
        {
            try
            {
                int number = console.nextInt();
                if (number == 0)
                {
                    break;
                }
                sum += number;
                count++;
            }
            catch (InputMismatchException ex)
            {
                System.out.printf("略过非整数输入：%s%n", console.next());
            }
        }
        System.out.printf("平均 %.2f%n", sum / count);
    }
}

  • 如果父类异常对象在子类异常前被捕捉，则catch子类异常对象的区块将永远不会被执行。

  • catch括号中列出的异常不得有继承关系，否则会发生编译错误。

  • 在catch区块进行完部分错误处理之后，可以使用throw（注意不是throws）将异常再抛出。如：

    import java.io.*;
import java.util.Scanner;

public class FileUtil
{
    public static String readFile(String name) throws FileNotFoundException
    {
        StringBuilder text = new StringBuilder();
        try
        {
            Scanner console = new Scanner(new FileInputStream(name));
            while (console.hasNext())
            {
                text.append(console.nextLine())
                .append('
');
            }
        }
       catch (FileNotFoundException ex)
        {
           ex.printStackTrace();
            throw ex;
        }
        return text.toString();
    }
}

  • 如果抛出的是受检异常，表示你认为客户端有能力且应该处理异常，此时必须在方法上使用throws声明；如果抛出的异常是非受检异常，表示你认为客户端调用方法的时机错了，抛出异常是要求客户端修正这个漏洞再来调用方法，此时也就不用throws声明。

  • 如果使用继承时，父类某个方法声明throws某些异常，子类重新定义该方法时可以：

    不声明throws任何异常。

throws父类该方法中声明的某些异常。

throws父类该方法中声明异常的子类。

但是不可以：

    throws父类方法中未声明的其他异常。

    throws父类方法中声明异常的父类。

  • 在多重方法调用下，异常发生点可能是在某个方法之中，若想得知异常发生的根源，以及多重方法调用下的堆栈传播，可以利用异常对象自动收集的堆栈追踪来取得相关信息，例如调用异常对象的printStackTrace()。如：

    public class StackTraceDemo1
{
    public static void main(String[] args)
    {
        try
        {
            c();
        }
        catch (NullPointerException ex)
        {
            ex.printStackTrace();
        }
    }

    static void c()
    {
        b();
    }

    static void b()
    {
        a();
    }

    static String a()
    {
        String text = null;
        return text.toUpperCase();
    }
}

  • 要善用堆栈追踪，前提是程序代码中不可有私吞异常的行为。

  • 在使用throw重抛异常时，异常的追踪堆栈起点，仍是异常的发生根源，而不是重抛异常的地方。如：

    public class StackTraceDemo2
{
    public static void main(String[] args)
    {
       try
       {
           c();
       }
       catch (NullPointerException ex)
       {
           ex.printStackTrace();
       }
    }

    static void c()
    {
        try
        {
           b();
        }
        catch (NullPointerException ex)
        {
            ex.printStackTrace();
            throw ex;
        }
    }

    static void b()
    {
        a();
    }

    static String a()
    {
        String text = null;
        return text.toUpperCase();
    }
}

  • 程序执行的某个时间点或某个情况下，必然处于或不处于何种状态，这是一种断言。

  • 何时该使用断言？

    断言客户端调用方法前，已经准备好某些前置条件（通常在private方法之中）

断言客户端调用方法后，具有方法承诺的结果。

断言对象某个时间点下的状态。

使用断言取代批注。

断言程序流程中绝对不会执行到的程序代码部分。

  • 断言是判定程序中的某个执行点必然是或不是某个状态，所以不能当作像if之类的判断式来使用，assert不应当作程序执行流程的一部分。

  • 若想最后一定要执行关闭资源的动作，try、catch语法可以搭配finally，无论try区块中有无发生异常，若撰写有finally区块，则finally区块一定会被执行。如：

    import java.io.*;
import java.util.Scanner;

public class FileUtil
{
    public static String readFile(String name) throws FileNotFoundException
    {
        StringBuilder text = new StringBuilder();
        Scanner console = null;
        try
        {
            console = new Scanner(new FileInputStream(name));
            while (console.hasNext()) 
            {
                text.append(console.nextLine())
                .append('
');
            }
        } 
        finally 
        {
            if(console != null)
            {
                console.close();
            }
        } 
        return text.toString();
    }
}

  • 如果程序撰写的流程中先return了，而且也有finally区块，那finally区块会先执行完后，再讲将值返回。如：

    public class FinallyDemo
{
    public static void main(String[] args)
    {
        System.out.println(test(true));
    }

    static int test(boolean flag)
    {
        try
        {
            if(flag)
            {
                return 1;
            }
        }
        finally
        {
            System.out.println("finally...");
        }
        return 0;
    }
}

  • 尝试关闭资源语法：想要尝试自动关闭资源的对象，是撰写在try之后的括号中，如果无须catch处理任何异常，可以不用撰写，也不用撰写finally自行尝试关闭资源。如：

    import java.io.FileInputStream;
import java.io.FileNotFoundException;
import java.util.Scanner;

public class FileUtil2
{
    public static String readFile(String name) throws FileNotFoundException
    {
        StringBuilder text = new StringBuilder();
        try(Scanner console = new Scanner(new FileInputStream(name))) 
        {
            while (console.hasNext()) 
            {
                text.append(console.nextLine())
                   .append('
');
            }
        } 
        return text.toString();
    }
}

  • 尝试关闭资源语法可套用的对象，必须操作java.lang.AutoCloseable接口。如：

    public class AutoClosableDemo
{
    public static void main(String[] args)
    {
        try(Resource res = new Resource())
        {
            res.doSome();
        } 
        catch(Exception ex)
        {
            ex.printStackTrace();
        }
    }
}

class Resource implements AutoCloseable
{
    void doSome()
    {
        System.out.println("作一些事");
    }
    @Override
    public void close() throws Exception
    {
        System.out.println("資源被關閉");
    }
}

  • 尝试关闭资源语法也可以同时关闭两个以上的对象资源，只要中间以分号分隔。如：

    import static java.lang.System.out;

public class AutoClosableDemo2
{    
    public static void main(String[] args) 
    {
        try(ResourceSome some = new ResourceSome();
             ResourceOther other = new ResourceOther())
        {
            some.doSome();
            other.doOther();
        } 
        catch(Exception ex) 
        {
            ex.printStackTrace();
        }
    }
}

class ResourceSome implements AutoCloseable 
{
    void doSome() 
    {
        out.println("作一些事");
    }
    @Override
    public void close() throws Exception 
    {
        out.println("資源Some被關閉");
    }
}

class ResourceOther implements AutoCloseable 
{
    void doOther() 
    {
        out.println("作其它事");
    }
    @Override
    public void close() throws Exception 
    {
        out.println("資源Other被關閉");
    }
}

  • 在try的括号中，越后面撰写的对象资源会越早被关闭。

第九章 Collection与Map

9.1 使用Collection收集对象

  • 收集对象的行为，像是新增对象的add（）方法、移除对象的remove（）方法等，都是定义在java.util.Collection中。既然可以收集对象，也要能逐一取得对象，这就是java.lang.Iterable定义的行为，它定义了iterator()方法返回java.lang.Iterable操作对象，可以让你逐一取得收集的对象。

  • 收集对象的共同行为定义在Collection中，然而收集对象会有不同的需求。如果希望收集时记录每个对象的索引顺序，并可依索引取回对象，这样的行为定义在java.util.List接口中。如果希望收集的对象不重复，具有集合的行为，则由java.util.Set定义。如果希望收集对象时以队列方式，收集的对象加入至尾端，取得对象时从前端，则可以使用java.util.Queue。如果希望Queue的两端进行加入、移除等操作,则可以使用java.util.Deque。

  • List是一种Collection,作用是收集对象，并以索引方式保留收集的对象顺序，其操作类之一是java.util.ArrayList。如：

    import java.util.*;
import static java.lang.System.out;

public class Guest
{
    public static void main(String[] args)
    {
        List names = new java.util.ArrayList();
        collectNameTo(names);
        out.println("訪客名單：");
        printUpperCase(names); 
    }

    static void collectNameTo(List names) 
    {
        Scanner console = new Scanner(System.in);
        while(true)
        {
            out.print("訪客名稱：");
            String name = console.nextLine();
            if(name.equals("quit")) 
            {
                break;
            }
            names.add(name);
        }
    }

    static void printUpperCase(List names)
    {
        for(int i = 0; i < names.size(); i++) 
        {
           String name = (String) names.get(i);
            out.println(name.toUpperCase());
        }        
    }        
}

  • 数组在内存中会是连续的线性空间，根据索引随机存取时速度快，如果操作上有这类需求时，像是排序，就可使用ArrayList，可得到较好的速度表现。

  • LinkedList在操作List接口时，采用了链接（Link）结构。

  • 若收集的对象经常会有变动索引的情况，也许考虑链接方式操作的List会比较好，像是随时会有客户端登录或注销的客户端List，使用LinkedList会有比较好的效率。

  • 在收集过程中若有相同对象，则不再重复收集，如果有这类需求，可以使用Set接口的操作对象。如：

    import java.util.*;

public class WordCount
{
    public static void main(String[] args) 
    {
        Scanner console = new Scanner(System.in);

        System.out.print("請輸入英文：");
        Set words = tokenSet(console.nextLine());
        System.out.printf("不重複單字有 %d 個：%s%n", words.size(), words);
    }

    static Set tokenSet(String line)
    {
        String[] tokens = line.split(" ");
        return new HashSet(Arrays.asList(tokens));
    }
}

  • HashSet的操作概念是，在内存中开设空间，每个空间会有个哈希编码。

  • Queue继承自Collection，所以也具有Collection的add()、remove()、element()等方法，然而Queue定义了自己的offer()、poll()与peek()等方法，最主要的差别之一在于：add()、remove()、element()等方法操作失败时会抛出异常，而offer()、poll()与peek()等方法操作失败时会返回特定值。

  • 如果对象有操作Queue，并打算以队列方式使用，且队列长度受限，通常建议使用offer()、poll()与peek()等方法。

  • LinkedList不仅操作了List接口，与操作了Queue的行为，所以可以将LinkedList当作队列来使用。如：

    import java.util.*;

interface Request 
{
    void execute();
}

public class RequestQueue
{        
    public static void main(String[] args)
   {
        Queue requests = new LinkedList();
        offerRequestTo(requests);
        process(requests);
    }

    static void offerRequestTo(Queue requests)
    {
        for (int i = 1; i < 6; i++) 
        {
            Request request = new Request()
            {
                public void execute() 
                {
                    System.out.printf("處理資料 %f%n", Math.random());
                }
            };
            requests.offer(request);
        }
    }

    static void process(Queue requests) 
    {
        while(requests.peek() != null)
        {
            Request request = (Request) requests.poll();
            request.execute();
        }
    }
}

  • 想对队列的前端与尾端进行操作，在前端加入对象与取出对象，在尾端加入对象与取出对象，Queue的子接口Deque就定义了这类行为。

  • java.util.ArrayDeque操作了Deque接口，可以使用ArrayDeque来操作容量有限的堆栈。

  • 泛型语法：类名称旁有角括号<>，这表示此类支持泛型。实际加入的对象是客户端声明的类型。如：

    import java.util.Arrays;

public class ArrayList<E>
{
     Object[] elems;
    private int next;

   public ArrayList(int capacity)
   {
        elems = new Object[capacity];
   }        

   public ArrayList()
   {
        this(16);
   }

   public void add(E e)
   {
        if(next == elems.length) 
        {
            elems = Arrays.copyOf(elems, elems.length * 2);
        }
        elems[next++] = e;
   }

   public E get(int index)
   {
        return (E) elems[index];
   }

   public int size()
   {
        return next;
   }
}

  • 相对于匿名类语法来说，Lambda表达式的语法省略了接口类型与方法名称，->左边是参数列，而右边是方法本体。

  • 在Lambda表达式中使用区块时，如果方法必须有返回值，在区块中就必须使用return。

  • interator()方法提升至新的java.util.Iterable父接口。

  • Collections的sort（）方法要求被排序的对象必须操作java.lang.Comparable接口，这个接口有个compareTo（）方法必须返回大于0、等于0或小于0的数。

  • Collections的sort（）方法有另一个重载版本，可接受java.util.Comparator接口的操作对象，如果使用这个版本，排序方式将根据Comparator的compare（）定义来决定。如：

    import java.util.*;

class StringComparator implements Comparator<String> 
{        
    @Override
    public int compare(String s1, String s2)
    {
        return -s1.compareTo(s2);
    }
}

public class Sort5
{
    public static void main(String[] args) 
    {
        List<String> words = Arrays.asList("B", "X", "A", "M", "F", "W", "O");
        Collections.sort(words, new StringComparator());
       System.out.println(words);
   }
}

  • 在java的规范中，与顺序有关的行为，通常要不对象本身是Comparable，要不就是另行指定Comparator对象告知如何排序。

  • 若要根据某个键来取得对应的值，可以事先利用java.util.Map接口的操作对象来建立键值对应数据，之后若要取得值，只要用对应的键就可以迅速取得。常用的Map操作类为java.util.HashMap与java.util.TreeMap，其继承自抽象类java.util.AbstractMap。

  • Map也支持泛型语法，如使用HashMap的范例：如：

    import java.util.*;
import static java.lang.System.out;

public class Messages 
{
    public static void main(String[] args) 
    {
        Map<String, String> messages = new HashMap<>();
        messages.put("Justin", "Hello！Justin的訊息！");
        messages.put("Monica", "給Monica的悄悄話！");
        messages.put("Irene", "Irene的可愛貓喵喵叫！");

        Scanner console = new Scanner(System.in);
       out.print("取得誰的訊息：");
        String message = messages.get(console.nextLine());
        out.println(message);
        out.println(messages);
    }
}

  • 如果使用TreeMap建立键值对应，则键的部分则会排序，条件是作为键的对象必须操作Comparable接口，或者是在创建TreeMap时指定操作Comparator接口的对象。如：

    import java.util.*;

public class Messages2 
{
    public static void main(String[] args) 
    {
        Map<String, String> messages = new TreeMap<>(); 
        messages.put("Justin", "Hello！Justin的訊息！");
        messages.put("Monica", "給Monica的悄悄話！");
        messages.put("Irene", "Irene的可愛貓喵喵叫！");
        System.out.println(messages);
    }        
}

  • Properties类继承自Hashtable，HashTable操作了Map接口，Properties自然也有Map的行为。虽然也可以使用put（）设定键值对应、get（）方法指定键取回值，不过一般常用Properties的setProperty（）指定字符串类型的键值，getProperty（）指定字符串类型的键，取回字符串类型的值，通常称为属性名称与属性值。

  • 如果想取得Map中所有的键，可以调用Map的keySet（）返回Set对象。由于键是不重复的，所以用Set操作返回是理所当然的做法，如果想取得Map中所有的值，则可以使用values（）返回Collection对象。如：

    import java.util.*;
import static java.lang.System.out;

public class MapKeyValue 
{
    public static void main(String[] args)
    {               
        Map<String, String> map = new HashMap<>();
        map.put("one", "一");
        map.put("two", "二");
        map.put("three", "三");

        out.println("顯示鍵");
        map.keySet().forEach(key -> out.println(key));

        out.println("顯示值");
        map.values().forEach(key -> out.println(key));
    }
}

  • 如果想同时取得Map的键与值，可以使用entrySet（）方法，这会返回一个Set对象，每个元素都是Map.Entry实例。可以调用getKey（）取得键，调用getValue（）取得值。如：

    import java.util.*;

public class MapKeyValue2
{
    public static void main(String[] args) 
    {
        Map<String, String> map = new TreeMap<>();
        map.put("one", "一");
        map.put("two", "二");
        map.put("three", "三");
        foreach(map.entrySet());
    }

    static void foreach(Iterable<Map.Entry<String, String>> iterable)
    {
        for(Map.Entry<String, String> entry: iterable)
        {
            System.out.printf("(鍵 %s, 值 %s)%n", 
                    entry.getKey(), entry.getValue());
        }
    }
}

教材学习中的问题和解决过程

问题1：

Error与Exception的区别：

解决过程：

通过反复看教材，我总结出了以下区别：

Error与其子类实例代表严重系统错误，如硬件层面错误、JVM错误或内存不足等问题，虽然也可以使用try、catch来
处理Error对象，但并不建议，发生严重系统错误时，Java应用程序本身是无力回复的。

Exception或其子类实例代表程序设计本身的错误，所以通常称错误处理为异常处理（Exception Handling）。

问题2：

Exception与RuntimeException的区别：

解决过程：

教材中对Exception与RuntimeException有所解释，但是我并没有完全理解二者的区别，于是我通过上网查资料，总结出以下区别：

Exception：在程序中必须使用try、catch进行处理。

RuntimeException：可以不使用try、catch进行处理，但是如果有异常产生，则异常将由JVM进行处理。

归纳总结：

异常的继承结构：基类为Throwable，Error和Exception继承Throwable，RuntimeException和IOException
等继承Exception。

Exception或其子对象，但非属于RuntimeException或其子对象，称为受检异常；属于RuntimeException衍生出
来的类实例，称为非受检异常。

代码调试中的问题和解决过程

问题：

书上p233页的代码范例中的“！input.matches("\d*")”是什么意思？

解决过程：

通过看书上对代码的解析，得到如下解释：String 的 matches() 方法中设定了"\d*"，这是规则表示式，表示检查字符串中的字符是不是数字，若是则 matches() 会返回true。

其他（感悟、思考等，可选）

本周学习了第八、第九章，给我留下的最深刻的印象就是各种类、接口、方法、行为越来越多，有些还很相似，结果经常分不清楚，看到后面的内容又忘记了前面的知识点，学习时一直前后反复翻教材，后来我就尝试做笔记，将重要的、容易混淆的知识点都记下来，发现这样在回顾知识点时很方便，也很清晰明了。虽然这周学习效率不是很高，但是通过对这两章内容的学习，我体会到勤于做笔记和总结对学习是一个很有效的方法。

托管代码截图：

 学习进度条

 代码行数（新增/累积）博客量（新增/累积）学习时间（新增/累积）重要成长
目标 4500行 30篇 350小时 能将java运用自如 
第一周 150/150 2/2 15/15 学习了与java相关的基础知识 
第二周 200/350 1/3 20/35

学习了java的基本语法 
 第三周  450/800  1/4 25/60 

学习了对象和封装的相关知识 
 第四周 687/ 1487  1/5 30/90 

学习了继承与接口的相关知识 
 第五周 803/2290    1/6    30/120 

学习了异常处理以及Collection与Map的相关知识 

参考资料

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原文地址：https://www.cnblogs.com/sjy519/p/5342556.html