王之泰201771010131《面向對象程序設計（java）》第九周學習總結

第一部分：理論知識學習部分

第7章異常、日志、斷言和調試

概念：異常、異常類型、異常聲明、異常拋出、異常捕獲
1.異常處理技術
2.斷言的概念及使用
3.基本的調試技巧

1）異常的概念

a.Java的異常處理機制可以控制程序從錯誤產生的位置轉移到能夠進行錯誤處理的位置。

b.程序中出現的常見的錯誤和問題有:用戶輸入錯誤；設備錯誤；物理限制；代碼錯誤。

2）異常分類：

a.非致命異常:通過某種修正后程序還能繼續執行。這類錯誤叫作異常。如：文件不存在、無效的數組下標、空引用、網絡斷開、打印機脫機、磁盤滿等。 Java中提供了一種獨特的處理異常的機制，通過異常來處理程序設計中出現的錯誤。

b.致命異常：程序遇到了非常嚴重的不正常狀態，不能簡單恢復執行，是致命性錯誤。如：內存耗盡、系統內部錯誤等。這種錯誤程序本身無法解決。

3） Java中所有的異常類都直接或間接地繼承于 Throwable類。除內置異常類外，程序員可自定義異常類。

Java中的異常類可分為兩大類：

a.Error Error類層次結構描述了Java運行時系統的內部錯誤和資源耗盡錯誤。應用程序不應該捕獲這類異常，也不會拋出這種異常。

b.Exception Exception類：重點掌握的異常類。Exception層次結構又分解為兩個分支：一個分支派生于 RuntimeException；另一個分支包含其他異常

第二部分：實驗部分?——異常、斷言與日志

1、實驗目的與要求

(1)?掌握java異常處理技術；

(2)?了解斷言的用法；

(3)?了解日志的用途；

(4)?掌握程序基礎調試技巧；

2、實驗內容和步驟

實驗1：用命令行與IDE兩種環境下編輯調試運行源程序ExceptionDemo1、ExceptionDemo2，結合程序運行結果理解程序，掌握未檢查異常和已檢查異常的區別。

1 //異常示例1
2 public class ExceptionDemo1 {
3     public static void main(String args[]) {
4         int a = 0;
5         System.out.println(5 / a);
6     }
7 }

 1 //異常示例2
 2 import java.io.*;
 3 
 4 public class ExceptionDemo2 {
 5     public static void main(String args[]) 
 6      {
 7           FileInputStream fis=new FileInputStream("text.txt");//JVM自動生成異常對象
 8           int b;
 9           while((b=fis.read())!=-1)
10           {
11               System.out.print(b);
12           }
13           fis.close();
14       }
15 }

檢查異常后：

 1 package 異常;
 2 
 3 //異常示例1
 4 public class ExceptionDemo1 {
 5     public static void main(String args[]) {
 6         int a=0;
 7         if(a==0) {
 8             System.out.println("除數為零！");
 9         }
10         else {
11             System.out.println(5 / a);
12 
13         }
14     }
15 }

 1 package 異常;
 2 
 3 //異常示例2
 4 import java.io.*;
 5 
 6 public class ExceptionDemo2 {
 7     public static void main(String args[]) throws Exception 
 8    {
 9         FileInputStream fis=new FileInputStream("text.txt");//JVM自動生成異常對象
10         int b;
11         while((b=fis.read())!=-1)
12         {
13             System.out.print(b);
14         }
15         fis.close();
16     }
17 }

在項目文件夾中添加相應的TXT文件

實驗2：?導入以下示例程序，測試程序并進行代碼注釋。

測試程序1：

1.在elipse?IDE中編輯、編譯、調試運行教材281頁7-1，結合程序運行結果理解程序；

2.在程序中相關代碼處添加新知識的注釋；

3.掌握Throwable類的堆棧跟蹤方法；

?7-1代碼如下：

 1 package stackTrace;
 2 
 3 import java.util.*;
 4 
 5 /**
 6  * A program that displays a trace feature of a recursive method call.
 7  * @version 1.01 2004-05-10
 8  * @author Cay Horstmann
 9  */
10 public class StackTraceTest
11 {
12    /**
13     * Computes the factorial of a number
14     * @param n a non-negative integer
15     * @return n! = 1 * 2 * . . . * n
16     */
17    public static int factorial(int n)
18    {
19       System.out.println("factorial(" + n + "):");
20       Throwable t = new Throwable();//調用Throwable類的getStackTrace方法，得到StackTraceElement對象的一個數組
21       StackTraceElement[] frames = t.getStackTrace();
22       for (StackTraceElement f : frames)
23          System.out.println(f);
24       int r;
25       if (n <= 1) r = 1;
26       else r = n * factorial(n - 1);
27       System.out.println("return " + r);
28       return r;
29    }
30 
31    public static void main(String[] args)
32    {
33       Scanner in = new Scanner(System.in);
34       System.out.print("Enter n: ");
35       int n = in.nextInt();
36       factorial(n);
37    }
38 }

?程序運行結果如下：

測試程序2：

1.Java語言的異常處理有積極處理方法和消極處理兩種方式；

2.下列兩個簡答程序范例給出了兩種異常處理的代碼格式。在elipse?IDE中編輯、調試運行源程序ExceptionalTest.java，將程序中的text文件更換為身份證號.txt，要求將文件內容讀入內容，并在控制臺顯示；

3.掌握兩種異常處理技術的特點。

 1 //積極處理方式　　
 2 import java.io.*;
 3 
 4 class ExceptionTest {
 5     public static void main (string args[])
 6    {
 7        try{
 8            FileInputStream fis=new FileInputStream("text.txt");
 9        }
10        catch（FileNotFoundExcption e）
11         {   ……  }
12     ……
13     }
14 }

1 //消極處理方式
2 
3 import java.io.*;
4 class ExceptionTest {
5     public static void main (string args[]) throws  FileNotFoundExcption
6      {
7          FileInputStream fis=new FileInputStream("text.txt");
8      }
9 }

讀入內容后：

 1 package 異常;
 2 
 3 //積極處理方式　　
 4 import java.io.*;
 5 import java.io.BufferedReader;
 6 import java.io.FileReader;
 7 
 8 class ExceptionTest {
 9     public static void main (String args[])
10  {
11         File fis=new File("身份證號.txt");
12      try{
13          
14 
15          FileReader fr = new FileReader(fis);
16          BufferedReader br = new BufferedReader(fr);
17          try {
18              String s, s2 = new String();
19              while ((s = br.readLine()) != null) {
20                  s2 += s + "\n ";
21              }
22              br.close();
23              System.out.println(s2);
24          } catch (IOException e) {
25              // TODO Auto-generated catch block
26              e.printStackTrace();
27          }
28      } catch (FileNotFoundException e) {
29          // TODO Auto-generated catch block
30          e.printStackTrace();
31      }
32 
33   }
34 }

 1 package 異常;
 2 
 3 //消極處理方式
 4 
 5 import java.io.*;
 6 class ExceptionTest {
 7     public static void main (String args[]) throws  IOException
 8        {
 9         File fis=new File("身份證號.txt");
10         FileReader fr = new FileReader(fis);
11         BufferedReader br = new BufferedReader(fr);
12         String s, s2 = new String();
13 
14             while ((s = br.readLine()) != null) {
15                 s2 += s + "\n ";
16             }
17             br.close();
18             System.out.println(s2);
19        }
20 }

實驗3: 編程練習

練習1：

1.編制一個程序，將身份證號.txt 中的信息讀入到內存中；

2.按姓名字典序輸出人員信息；

3.查詢最大年齡的人員信息；

4.查詢最小年齡人員信息；

5.輸入你的年齡，查詢身份證號.txt中年齡與你最近人的姓名、身份證號、年齡、性別和出生地；

6.查詢人員中是否有你的同鄉；

在以上程序適當位置加入異常捕獲代碼。

  1 package IDcard;
  2 
  3 import java.io.BufferedReader;
  4 import java.io.File;
  5 import java.io.FileInputStream;
  6 import java.io.FileNotFoundException;
  7 import java.io.IOException;
  8 import java.io.InputStreamReader;
  9 import java.util.ArrayList;
 10 import java.util.Scanner;
 11 import java.util.Collections;
 12 
 13 public class ID {
 14 
 15     public static People findPeopleByname(String name) {
 16         People flag = null;
 17         for (People people : peoplelist) {
 18             if(people.getName().equals(name)) {
 19                 flag = people;
 20             }
 21         }
 22         return flag;
 23 
 24     }
 25 
 26     public static People findPeopleByid(String id) {
 27         People flag = null;
 28         for (People people : peoplelist) {
 29             if(people.getnumber().equals(id)) {
 30                 flag = people;
 31             }
 32         }
 33         return flag;
 34 
 35     }
 36      
 37     private static ArrayList<People> agenear(int yourage) {
 38         // TODO Auto-generated method stub
 39         int j=0,min=53,d_value=0,k = 0;
 40         ArrayList<People> plist = new ArrayList<People>();
 41         for (int i = 0; i < peoplelist.size(); i++) {
 42             d_value = peoplelist.get(i).getage() > yourage ? 
 43                     peoplelist.get(i).getage() - yourage : yourage - peoplelist.get(i).getage() ;
 44             k = d_value < min ? i : k;
 45             min = d_value < min ? d_value : min;
 46         }
 47         for(People people : peoplelist) {
 48             if(people.getage() == peoplelist.get(k).getage()) {
 49                 plist.add(people);
 50             }
 51         }
 52         return plist;
 53     }
 54 
 55     private static ArrayList<People> peoplelist; 
 56     
 57     public static void main(String[] args) //throws  IOException
 58     {
 59         peoplelist = new ArrayList<People>();
 60         Scanner scanner = new Scanner(System.in);
 61         File file = new File("D:\\身份證號.txt");
 62         try {
 63             FileInputStream files = new FileInputStream(file);
 64             BufferedReader in = new BufferedReader(new InputStreamReader(files));
 65             String temp = null;
 66             while ((temp = in.readLine()) != null) {
 67                 
 68                 String[] information = temp.split("[ ]+");
 69                 People people = new People();
 70                 people.setName(information[0]);
 71                 people.setnumber(information[1]);
 72                 int A = Integer.parseInt(information[3]);
 73                 people.setage(A);
 74                 people.setsex(information[2]);
 75                 for(int j = 4; j<information.length;j++) {
 76                     people.setplace(information[j]);
 77                 }
 78                 peoplelist.add(people);
 79 
 80             }
 81         } catch (FileNotFoundException e) {
 82             System.out.println("文件未找到");
 83             e.printStackTrace();
 84         } catch (IOException e) {
 85             System.out.println("文件讀取錯誤");
 86             e.printStackTrace();
 87         }
 88         boolean isTrue = true;
 89         while (isTrue) {
 90 
 91             System.out.println("******************************************");
 92             System.out.println("   1.按姓名典序輸出人員信息");
 93             System.out.println("   2.查詢最大年齡人員信息");
 94             System.out.println("   3.查詢最小年齡人員信息");
 95             System.out.println("   4.輸入你的年齡，查詢身份證號.txt中年齡與你最近的人");
 96             System.out.println("   5.查詢人員中是否有你的同鄉");
 97             System.out.println("   6.退出");
 98             System.out.println("******************************************");
 99             int nextInt = scanner.nextInt();
100             switch (nextInt) {
101             case 1:
102                 Collections.sort(peoplelist);
103                 System.out.println(peoplelist.toString());
104                 break;
105             case 2:
106                 int max=0;
107                 int j,k1 = 0;
108                 for(int i=1;i<peoplelist.size();i++)
109                 {
110                     j = peoplelist.get(i).getage();
111                    if(j>max)
112                    {
113                        max = j; 
114                        k1 = i;
115                    }
116                   
117                 }  
118                 System.out.println("年齡最大："+peoplelist.get(k1));
119                 break;
120             case 3:
121                 int min = 100;
122                 int j1,k2 = 0;
123                 for(int i=1;i<peoplelist.size();i++)
124                 {
125                     j1 = peoplelist.get(i).getage();
126                     if(j1<min)
127                     {
128                         min = j1; 
129                         k2 = i;
130                     }
131 
132                  } 
133                 System.out.println("年齡最小："+peoplelist.get(k2));
134                 break;
135             case 4:
136                 System.out.println("年齡：");
137                 int input_age = scanner.nextInt();
138                 ArrayList<People> plist = new ArrayList<People>();
139                 plist = agenear(input_age);
140                 for(People people : plist) {
141                     System.out.println(people.toString());
142                 }
143                 break;
144             case 5:
145                 System.out.println("請輸入省份");
146                 String find = scanner.next();        
147                 for (int i = 0; i <peoplelist.size(); i++) 
148                 {
149                     String [] place = peoplelist.get(i).getplace().split("\t");
150                     for(String temp : place) {
151                         if(find.equals(temp)) {
152                             System.out.println("你的同鄉是    "+peoplelist.get(i));
153                             break;
154                         }
155                     }
156                     
157                 } 
158                 break;
159             case 6:
160                 isTrue = false;
161                 System.out.println("byebye!");
162                 break;
163             default:
164                 System.out.println("輸入有誤");
165             }
166         }
167     }
168 
169 }

練習2：

1.編寫一個計算器類，可以完成加、減、乘、除的操作；

2.利用計算機類，設計一個小學生100以內數的四則運算練習程序，由計算機隨機產生10道加減乘除練習題，學生輸入答案，由程序檢查答案是否正確，每道題正確計10分，錯誤不計分，10道題測試結束后給出測試總分；

3.將程序中測試練習題及學生答題結果輸出到文件，文件名為test.txt；

4.在以上程序適當位置加入異常捕獲代碼。

程序如下：

 1 package 算術題;
 2 
 3 import java.io.FileNotFoundException;
 4 import java.io.PrintWriter;
 5 import java.util.Scanner;
 6 
 7 
 8 public class ss {
 9     public static void main(String[] args) {
10 
11         Scanner in = new Scanner(System.in);
12         sf sf=new sf();
13         PrintWriter output = null;
14         try {
15             output = new PrintWriter("ss.txt");
16         } catch (Exception e) {
17             //e.printStackTrace();
18         }
19         int sum = 0;
20 
21         for (int i = 1; i < 11; i++) {
22             int a = (int) Math.round(Math.random() * 100);
23             int b = (int) Math.round(Math.random() * 100);
24             int s = (int) Math.round(Math.random() * 4);
25 
26             
27            switch(s)
28            {
29            case 1:
30                System.out.println(i+": "+a+"/"+b+"=");
31                while(b==0){  
32                    b = (int) Math.round(Math.random() * 100); 
33                    }
34                double c = in.nextDouble();
35                output.println(a+"/"+b+"="+c);
36                if (c == sf.chu_fa(a, b)) {
37                    sum += 10;
38                    System.out.println("恭喜答案正確");
39                }
40                else {
41                    System.out.println("抱歉，答案錯誤");
42                } break;
45             
46            case 2:
47                System.out.println(i+": "+a+"*"+b+"=");
48                int c1 = in.nextInt();
49                output.println(a+"*"+b+"="+c1);
50                if (c1 == sf.chen_fa(a, b)) {
51                    sum += 10;
52                    System.out.println("恭喜答案正確");
53                }
54                else {
55                    System.out.println("抱歉，答案錯誤");
56                }break;
58            case 3:
59                System.out.println(i+": "+a+"+"+b+"=");
60                int c2 = in.nextInt();
61                output.println(a+"+"+b+"="+c2);
62                if (c2 == sf.jia_fa(a, b)) {
63                    sum += 10;
64                    System.out.println("恭喜答案正確");
65                }
66                else {
67                    System.out.println("抱歉，答案錯誤");
68                }break ;
71            case 4:
72                System.out.println(i+": "+a+"-"+b+"=");
73                int c3 = in.nextInt();
74                output.println(a+"-"+b+"="+c3);
75                if (c3 == sf.jian_fa(a, b)) {
76                    sum += 10;
77                    System.out.println("恭喜答案正確");
78                }
79                else {
80                    System.out.println("抱歉，答案錯誤");
81                }break ;
83 
84              } 
85     
86           }
87         System.out.println("成績"+sum);
88         output.println("成績:"+sum);
89         output.close();
90          
91     }
92 }

package 算術題;public class sf 
{private int a;private int b;public int  jia_fa(int a,int b){return a+b;}public int   jian_fa(int a,int b){if((a-b)<0)return 0;elsereturn a-b;}public int   chen_fa(int a,int b){return a*b;}public int   chu_fa(int a,int b){if(b!=0)return a/b;    elsereturn 0;}}

結果如下：

實驗4：斷言、日志、程序調試技巧驗證實驗。

實驗程序1：

 1 //斷言程序示例
 2 public class AssertDemo {
 3     public static void main(String[] args) {        
 4         test1(-5);
 5         test2(-3);
 6     }
 7     
 8     private static void test1(int a){
 9         assert a > 0;
10         System.out.println(a);
11     }
12     private static void test2(int a){
13        assert a > 0 : "something goes wrong here, a cannot be less than 0";
14         System.out.println(a);
15     }
16 }

1.在elipse下調試程序AssertDemo，結合程序運行結果理解程序；

2.注釋語句test1(-5);后重新運行程序，結合程序運行結果理解程序；

3.掌握斷言的使用特點及用法。

程序運行結果如下：

注釋后程序如下：

 1 package stackTrace;
 2 //斷言程序示例
 3 public class AssertDemo {
 4   public static void main(String[] args) {        
 5 //      test1(-5);
 6       test2(-3);
 7   }
 8   
 9   private static void test1(int a){
10       assert a > 0;
11       System.out.println(a);
12   }
13   private static void test2(int a){
14      assert a > 0 : "something goes wrong here, a cannot be less than 0";
15       System.out.println(a);
16   }
17 }
18

結果如下：

實驗程序2：

1.用JDK命令調試運行教材298頁-300頁程序7-2，結合程序運行結果理解程序；

2.并掌握Java日志系統的用途及用法。

程序如下：

  1 package logging;
  2 
  3 import java.awt.*;
  4 import java.awt.event.*;
  5 import java.io.*;
  6 import java.util.logging.*;
  7 import javax.swing.*;
  8 
  9 /**
 10  * A modification of the image viewer program that logs various events.
 11  * @version 1.03 2015-08-20
 12  * @author Cay Horstmann
 13  */
 14 public class LoggingImageViewer
 15 {
 16    public static void main(String[] args)
 17    {
 18       if (System.getProperty("java.util.logging.config.class") == null
 19             && System.getProperty("java.util.logging.config.file") == null)
 20       {
 21          try
 22          {
 23             Logger.getLogger("com.horstmann.corejava").setLevel(Level.ALL);
 24             final int LOG_ROTATION_COUNT = 10;
 25             Handler handler = new FileHandler("%h/LoggingImageViewer.log", 0, LOG_ROTATION_COUNT);
 26             Logger.getLogger("com.horstmann.corejava").addHandler(handler);
 27          }
 28          catch (IOException e)
 29          {
 30             Logger.getLogger("com.horstmann.corejava").log(Level.SEVERE,
 31                   "Can't create log file handler", e);
 32          }
 33       }
 34 
 35       EventQueue.invokeLater(() ->
 36             {
 37                Handler windowHandler = new WindowHandler();
 38                windowHandler.setLevel(Level.ALL);
 39                Logger.getLogger("com.horstmann.corejava").addHandler(windowHandler);
 40 
 41                JFrame frame = new ImageViewerFrame();
 42                frame.setTitle("LoggingImageViewer");
 43                frame.setDefaultCloseOperation(JFrame.EXIT_ON_CLOSE);
 44 
 45                Logger.getLogger("com.horstmann.corejava").fine("Showing frame");
 46                frame.setVisible(true);
 47             });
 48    }
 49 }
 50 
 51 /**
 52  * The frame that shows the image.
 53  */
 54 class ImageViewerFrame extends JFrame
 55 {
 56    private static final int DEFAULT_WIDTH = 300;
 57    private static final int DEFAULT_HEIGHT = 400;   
 58 
 59    private JLabel label;
 60    private static Logger logger = Logger.getLogger("com.horstmann.corejava");
 61 
 62    public ImageViewerFrame()
 63    {
 64       logger.entering("ImageViewerFrame", "<init>");      
 65       setSize(DEFAULT_WIDTH, DEFAULT_HEIGHT);
 66 
 67       // set up menu bar
 68       JMenuBar menuBar = new JMenuBar();
 69       setJMenuBar(menuBar);
 70 
 71       JMenu menu = new JMenu("File");
 72       menuBar.add(menu);
 73 
 74       JMenuItem openItem = new JMenuItem("Open");
 75       menu.add(openItem);
 76       openItem.addActionListener(new FileOpenListener());
 77 
 78       JMenuItem exitItem = new JMenuItem("Exit");
 79       menu.add(exitItem);
 80       exitItem.addActionListener(new ActionListener()
 81          {
 82             public void actionPerformed(ActionEvent event)
 83             {
 84                logger.fine("Exiting.");
 85                System.exit(0);
 86             }
 87          });
 88 
 89       // use a label to display the images
 90       label = new JLabel();
 91       add(label);
 92       logger.exiting("ImageViewerFrame", "<init>");
 93    }
 94 
 95    private class FileOpenListener implements ActionListener
 96    {
 97       public void actionPerformed(ActionEvent event)
 98       {
 99          logger.entering("ImageViewerFrame.FileOpenListener", "actionPerformed", event);
100 
101          // set up file chooser
102          JFileChooser chooser = new JFileChooser();
103          chooser.setCurrentDirectory(new File("."));
104 
105          // accept all files ending with .gif
106          chooser.setFileFilter(new javax.swing.filechooser.FileFilter()
107             {
108                public boolean accept(File f)
109                {
110                   return f.getName().toLowerCase().endsWith(".gif") || f.isDirectory();
111                }
112 
113                public String getDescription()
114                {
115                   return "GIF Images";
116                }
117             });
118 
119          // show file chooser dialog
120          int r = chooser.showOpenDialog(ImageViewerFrame.this);
121 
122          // if image file accepted, set it as icon of the label
123          if (r == JFileChooser.APPROVE_OPTION)
124          {
125             String name = chooser.getSelectedFile().getPath();
126             logger.log(Level.FINE, "Reading file {0}", name);
127             label.setIcon(new ImageIcon(name));
128          }
129          else logger.fine("File open dialog canceled.");
130          logger.exiting("ImageViewerFrame.FileOpenListener", "actionPerformed");
131       }
132    }
133 }
134 
135 /**
136  * A handler for displaying log records in a window.
137  */
138 class WindowHandler extends StreamHandler
139 {
140    private JFrame frame;
141 
142    public WindowHandler()
143    {
144       frame = new JFrame();
145       final JTextArea output = new JTextArea();
146       output.setEditable(false);
147       frame.setSize(200, 200);
148       frame.add(new JScrollPane(output));
149       frame.setFocusableWindowState(false);
150       frame.setVisible(true);
151       setOutputStream(new OutputStream()
152          {
153             public void write(int b)
154             {
155             } // not called
156 
157             public void write(byte[] b, int off, int len)
158             {
159                output.append(new String(b, off, len));
160             }
161          });
162    }
163 
164    public void publish(LogRecord record)
165    {
166       if (!frame.isVisible()) return;
167       super.publish(record);
168       flush();
169    }
170 }

程序運行結果如下：

實驗程序3：

1.用JDK命令調試運行教材298頁-300頁程序7-2，結合程序運行結果理解程序；

2.按課件66-77內容練習并掌握Elipse的常用調試技術。

1）條件斷點?

添加斷點：

點擊Breakpoint Properties后：

2）變量斷點

斷點不僅能打在語句上，變量也可以接受斷點：

上圖就是一個變量的打的斷點，在變量的值初始化，或是變量值改變時可以停止，當然變量斷點上也是可以加條件的，和上面的介紹的條件斷點的設置是一樣的。

3）方法斷點

方法斷點就是將斷點打在方法的入口處：
方法斷點的特別之處在于它可以打在JDK的源碼里，由于JDK在編譯時去掉了調試信息，所以普通斷點是不能打到里面的，但是方法斷點卻可以，可以通過這種方法查看方法的調用棧。

4）異常斷點

經常遇見一些異常，然后程序就退出來了，要找到異常發生的地方就比較難了，還好可以打一個異常斷點。
上圖中我們增加了一個NullPointException的異常斷點，當異常發生時，代碼會停在異常發生處，定位問題時應該比較有幫助。

5）重新調試

6）單步執行程序?

7）檢查變量

8）改變變量值

第三部分：總結

　　通過本周的學習，我掌握了java異常處理的一些基礎技術；通過調試理解書上的示例程序，再加上老師助、教學長的演示講解，更好的使我理解這一章的知識。課后的自主編程也是在學長提供思路的基礎上理解之后，補充完整的，本周除了慣例的編程練習外，重點是學習Java異常處理技術，更好的運用eclipse這個工具為我們編程提供服務。

轉載于:https://www.cnblogs.com/hackerZT-7/p/9851809.html