201771010135杨蓉庆 《面对对象程序设计（java）》第九周学习总结

第7章 异常、日志、断言和调试

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；

一、理论知识

1、异常:在程序的执行过程中所发生的异常事件，它 中断指令的正常执行。

2、Java的异常处理机制可以控制程序从错误产生的 位置转移到能够进行错误处理的位置。

3、异常分类：Java把程序运行时可能遇到的错误分为两类：

–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。

–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。

4、Java中的异常类可分为两大类：

- 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 。

- 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。

5、 编译器要求程序必须对这类异常进行处理 (checked)，称为已检查异常。

6、声明抛出异常：如果一个方法可能会生成一些异 常，但是该方法并不确切知道如何对这些异常事 件进行处理，此时，这个方法就需声明抛出这些 异常。

 “一个方法不仅需要告诉编译器将要返回什么值 ，还要告诉编译器可能发生什么异常”。

7、声明抛出异常在方法声明中用throws子句中来指 明。例如： – public FileInputStream(String name ) throws FileNotFoundException

8、以下4种情况需要方法用throws子句声明抛出异常：

–方法调用了一个抛出已检查异常的方法。

–程序运行过程中可能会发生错误，并且利用throw语句 抛出一个已检查异常对象。

–程序出现错误。例如，a[-1] = 0；

–Java虚拟机和运行时库出现的内部异常。

9、一个方法必须声明该方法所有可能抛出的已检查异常，而 未检查异常要么不可控制（Error），要么应该避免发生 （RuntimeException）。如果方法没有声明所有可能发生 的已检查异常，编译器会给出一个错误消息。

10、当Java应用程序出现错误时，会根据错误类型产 生一个异常对象，这个对象包含了异常的类型和 错误出现时程序所处的状态信息。把异常对象递 交给Java编译器的过程称为抛出。

11、程序运行期间，异常发生时，Java运行系统从异常 生成的代码块开始，寻找相应的异常处理代码，并 将异常交给该方法处理，这一过程叫作捕获。

12、catch块是对异常对象进行处理的代码；  每个try代码块可以伴随一个或多个catch语句，用于处理 try代码块中所生成的各类异常事件；  catch语句只需要一个形式参数指明它所能捕获的异常类 对象，这个异常类必须是Throwable的子类，运行时系统 通过参数值把被抛出的异常对象传递给catch块；  catch块可以通过异常对象调用类Throwable所提供的方法。

日志：

全局日志记录（global logger） 

Logger.getGlobal().info("test"); 

Logger.getGlobal().serLevel(Level.OFF);

可以使用getLogger方法创建或获取记录器，未被任何变量引用的日志记录器可能会被垃圾回收，所以可以使用静态变量存储日志记录器的一个引用 

private static final Logger myLogger = Logger.getLogger("com.mycompany.myapp");

二、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();
      }
}

代码如下：1、

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);
    }
}}

结果如下：

2、

import java.io.*;
public class ExceptionDemo2 {
    public static void main(String args[]) throws IOException 
    {
         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();
     }
}

或者是

import java.io.*;
public class ExceptionDemo2 {
    public static void main(String args[])  
    {
        try {
            File file=new File("text.txt");
         FileInputStream fis=new FileInputStream(file);//JVM自动生成异常对象
         BufferedReader in=new BufferedReader(new FileReader(file));
         String b;
         while((b=in.readLine())!=null)
         {
             System.out.print(b);
         }
         fis.close();
     }
        catch (Exception e) {
            System.out.print("cuowu");
        }
            
        }
}

结果如下：1

2、

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：

• 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；
• 在程序中相关代码处添加新知识的注释；
• 掌握Throwable类的堆栈跟踪方法；

package stackTrace;

import java.util.*;

/**
 * A program that displays a trace feature of a recursive method call.
 * @version 1.01 2004-05-10
 * @author Cay Horstmann
 */
public class StackTraceTest//方法调用过程
{
   /**
    * Computes the factorial of a number
    * @param n a non-negative integer
    * @return n! = 1 * 2 * . . . * n
    */
   public static int factorial(int n)
   {
      System.out.println("factorial(" + n + "):");
      Throwable t = new Throwable();//调用类的getStackTrace方法
      StackTraceElement[] frames = t.getStackTrace();
      for (StackTraceElement f : frames)
         System.out.println(f);//打印出f
      int r;
      if (n <= 1) r = 1;
      else r = n * factorial(n - 1);
      System.out.println("return " + r);
      return r;//计算过程
   }

   public static void main(String[] args)
   {
      Scanner in = new Scanner(System.in);
      System.out.print("Enter n: ");
      int n = in.nextInt();
      factorial(n);//输出阶乘
   }
}

结果如下：

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；

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");

     }

}

 代码如下：

//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);
            //捕获并处理异常語句
            try {
                String s, s2 = new String();
                while ((s = br.readLine()) != null) {
                    s2 += s + "
 ";
                }
                br.close();
                System.out.println(s2);
            } catch (IOException e) {
                // TODO Auto-generated catch block
                e.printStackTrace();
            }
        } catch (FileNotFoundException e) {
            // TODO Auto-generated catch block
            e.printStackTrace();
        }
 }
   }

package 异常;

//消极处理方式

import java.io.*;
class ExceptionTest {
    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);
       }
}

结果：

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。

package ID;
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;

@SuppressWarnings("unused")
public class Main{
    private static ArrayList<Person> Personlist;
    @SuppressWarnings("resource")
    public static void main(String[] args) {
        Personlist = new ArrayList<>();
        Scanner scanner = new Scanner(System.in);
        File file = new File("E:\新建文件夹\身份证号.txt");
          //捕获代码
        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 ID = linescanner.next();
                String sex = linescanner.next();
                String age = linescanner.next();
                String place =linescanner.nextLine();
                Person Person = new Person();
                Person.setname(name);
                Person.setID(ID);
                Person.setsex(sex);
                int a = Integer.parseInt(age);
                Person.setage(a);
                Person.setbirthplace(place);
                Personlist.add(Person);

            }
        } catch (FileNotFoundException e) {
            System.out.println("查找不到信息");
            e.printStackTrace();
        } catch (IOException e) {
            System.out.println("信息读取有误");
            e.printStackTrace();
        }
        boolean isTrue = true;
        while (isTrue) {
            System.out.println("————————————————————————————————————————");
            System.out.println("1:按姓名字典序输出人员信息");
            System.out.println("2:查询最大年龄人员信息和最小年龄人员信息");
            System.out.println("3：输入你的年龄,查询年龄与你最近人的所有信息");
            System.out.println("4:查询人员中是否有你的同乡");
           
            int nextInt = scanner.nextInt();
            switch (nextInt) {
            case 1:
                Collections.sort(Personlist);
                System.out.println(Personlist.toString());
                break;
            case 2:
                
                int max=0,min=100;int j,k1 = 0,k2=0;
                for(int i=1;i<Personlist.size();i++)
                {
                    j=Personlist.get(i).getage();
                   if(j>max)
                   {
                       max=j; 
                       k1=i;
                   }
                   if(j<min)
                   {
                       min=j; 
                       k2=i;
                   }

                }  
                System.out.println("年龄最大："+Personlist.get(k1));
                System.out.println("年龄最小："+Personlist.get(k2));
                break;
            case 3:
                System.out.println("place?");
                String find = scanner.next();        
                String place=find.substring(0,3);
                String place2=find.substring(0,3);
                for (int i = 0; i <Personlist.size(); i++) 
                {
                    if(Personlist.get(i).getbirthplace().substring(1,4).equals(place)) 
                        System.out.println(""+Personlist.get(i));

                } 

                break;
            case 4:
                System.out.println("年龄：");
                int yourage = scanner.nextInt();
                int near=agenear(yourage);
                int d_value=yourage-Personlist.get(near).getage();
                System.out.println(""+Personlist.get(near));
           /*     for (int i = 0; i < Personlist.size(); i++)
                {
                    int p=Personlist.get(i).getage()-yourage;
                    if(p<0) p=-p;
                    if(p==d_value) System.out.println(Personlist.get(i));
                }   */
                break;
            case 5:
           isTrue = false;
           System.out.println("退出程序!");
                break;
            default:
                System.out.println("输入有误");            }
        }
    }
    public static int agenear(int age) {
     
       int j=0,min=53,d_value=0,k=0;
        for (int i = 0; i < Personlist.size(); i++)
        {
            d_value=Personlist.get(i).getage()-age;
            if(d_value<0) d_value=-d_value; 
            if (d_value<min) 
            {
               min=d_value;
               k=i;
            }

         }    return k;
        }
}

package ID;
public class Person implements Comparable<Person> {
private String name;
private String ID;
private int age;
private String sex;
private String birthplace;

public String getname() {
return name;
}
public void setname(String name) {
this.name = name;
}
public String getID() {
return ID;
}
public void setID(String ID) {
this.ID= ID;
}
public int getage() {

return age;
}
public void setage(int age) {
    // int a = Integer.parseInt(age);
this.age= age;
}
public String getsex() {
return sex;
}
public void setsex(String sex) {
this.sex= sex;
}
public String getbirthplace() {
return birthplace;
}
public void setbirthplace(String birthplace) {
this.birthplace= birthplace;
}

public int compareTo(Person o) {
   return this.name.compareTo(o.getname());

}

public String toString() {
    return  name+"	"+sex+"	"+age+"	"+ID+"	"+birthplace+"
";

}
}

结果如下：

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


public class Demo {
    public static void main(String[] args) {

        Scanner in = new Scanner(System.in);
        jf counter=new jf();
        PrintWriter out = null;
        try {
            out = new PrintWriter("text.txt");
        } catch (FileNotFoundException e) {
            // TODO Auto-generated catch block
            e.printStackTrace();
        }
        int sum = 0;

        
        
        for (int i = 1; i <=10; i++) {
            int a = (int) Math.round(Math.random() * 100);
            int b = (int) Math.round(Math.random() * 100);
            int m= (int) Math.round(Math.random() * 3);

            
           switch(m)
           {
           case 0:
               System.out.println(i+": "+a+"/"+b+"=");
               
               while(b==0){  b = (int) Math.round(Math.random() * 100); }
               
            int c0 = in.nextInt();
            out.println(a+"/"+b+"="+c0);
            if (c0 == jf.division(a, b)) {
                sum += 10;
                System.out.println("恭喜答案正确");
            }
            else {
                System.out.println("抱歉，答案错误");
            }
            
            break;
            
           case 1:
               System.out.println(i+": "+a+"*"+b+"=");
               int c = in.nextInt();
               out.println(a+"*"+b+"="+c);
               if (c == counter.multiplication(a, b)) {
                   sum += 10;
                   System.out.println("恭喜答案正确");
               }
               else {
                   System.out.println("抱歉，答案错误");
               }
               break;
           case 2:
               System.out.println(i+": "+a+"+"+b+"=");
               int c1 = in.nextInt();
               out.println(a+"+"+b+"="+c1);
               if (c1 == counter.add(a, b)) {
                   sum += 10;
                   System.out.println("恭喜答案正确");
               }
               else {
                   System.out.println("抱歉，答案错误");
               }
               
               break ;
           case 3:
               System.out.println(i+": "+a+"-"+b+"=");
               int c2 = in.nextInt();
               out.println(a+"-"+b+"="+c2);
               if (c2 == counter.reduce(a, b)) {
                   sum += 10;
                   System.out.println("恭喜答案正确");
               }
               else {
                   System.out.println("抱歉，答案错误");
               }
               break ;

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

         
    }
    }

public class Counter {
   private int a;
   private int b;
    public int  add(int a,int b)
    {
        return a+b;
    }
    public int   reduce(int a,int b)
    {
        return a-b;
    }
    public int   multiplication(int a,int b)
    {
        return a*b;
    }
    public int   division(int a,int b)
    {
        if(b!=0)
        return a/b;
        else return 0;
    }

    
}

 

结果如下：

 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);
    }
}

 结果是：

如果注释语句test1(-5);后重新运行程序，结果是：

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。

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();
   }
}

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。

三：总结

本章我学习了有关于java异常处理技术，了解了断言的用法和日志的用途；在老师和学长得讲解下，我基本掌握了一些关于java异常处理技术得基础应用，了解到异常和捕获的用法，在适当的位置添加try……catch语句，实验方面，在上周实验的基础上添加、深化，得到新的表现形式，总得来说，还是有很大的收获，就是在一些语句上面还是，模棱两可，不是特别透彻。