201521123091 《Java程序设计》第9周学习总结

Java 第九周总结

第九周的作业。

目录
1.本章学习总结
2.Java Q&A
3.码云上代码提交记录及PTA实验总结

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1.本章学习总结

1.1 以你喜欢的方式（思维导图或其他）归纳总结异常相关内容。

Java的基本理念是“结构不佳的代码不能运行”。

　　编写程序时会出现错误，一般来说可以分为两种：一种是语法错误，这类错误往往可以通过编译器来发现并且帮助我们检查；还有一种是运行时错误，就是做OJ时经常出现的Runtime Error。一般来说，出现这个问题的时候主要是出现了：

• 数组越界的错误

• 除0、对负数开根号等算术错误

• 堆栈溢出（比如递归调用层数过多）。
  　　
  　　那一般针对这样的问题，我们也可以通过改写代码来解决：

• 数组越界，可能是数组开的不够大，或者是边界写错了

• 算术错误也可以通过检查来发现

• 至于最后堆栈溢出，我一般是在用深度优先搜索的时候，因为DFS太深，才会出现，这时候改成广度优先搜索来改进，或者是自己编写递归的栈（当然我从来不这样做）。
  　　
  　　发现错误的理想时机是在编译阶段，然而，编译期间不能找出所有的错误，余下的问题必须在运行期间解决掉。现实当中的编程会遇到各种各样的问题，我们不能把所有的异常都预料到，或者可以通过修改代码来解决所有的错误。这个时候，就需要有错误的解决方案：

• 对于C来说，出错之后一般都会返回特定的错误代码，如果正常运行就会出现我们期望看到的return 0，如果出现其他错误，则会返回与这个错误相对应的错误编号。这样做有一个不好的地方，就是人们很难通过看错误编号来判断到底是什么地方出现了问题。

• 所以Java引入了异常：将程序出现的错误当做一种异常类包装起来。发生错误时，就会有一个异常的对象生成并且被JVM发现，然后找到该异常的相关代码进行处理。
  　　这种处理方式的好处就是允许我们强制程序停止运行，并告诉我们出现了什么问题，或者强制程序处理问题，并返回到稳定状态。而且对于C来说，如果想处理错误的话，势必程序业务代码要和错误处理的代码混在一块，导致程序的可读性下降。而异常处理可以：

• 使用户充分了解错误的详细信息

• 让用户更有效地处理和发现错误

• 会出错的业务代码和错误处理代码有效分离，这是异常的一个重要目标，可以在一段代码中专注于要完成的事情，将如何处理错误，放在另一段代码中完成。

　　异常继承架构：

注明图片来源：Java 异常类层次结构
图片中粉色框标注的异常是受检异常，蓝色框标注的是非受检异常。

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2.Java Q&A

1. 常用异常

1.1 截图你的提交结果(出现学号)

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1.2 自己以前编写的代码中经常出现什么异常、需要捕获吗(为什么)？应如何避免？

　　之前编写代码遇到的常见异常

　　Checked Exception需要捕获，我们之前遇到的比较多的异常都属于Unchecked Exception，Unchecked Exception的前三个异常往往都是变成不当所造成的，比如空指针异常就是对null对象调用方法，那么在使用之前进行判断即可。至于后面三个异常可能会在程序提供输入的时候，用户输入不当的时候造成，这时候可以使用捕获来防止程序中断或者提供更加友好的输入。

1.3 什么样的异常要求用户一定要使用捕获处理？

　　在编译时强制检查的异常就是Checked Exception。Checked Exception抛出之后要求程序员要么使用try-catch块来捕获并处理该异常，要么就在方法之后添上throws关键字，来告诉用户这个方法可能会抛出的异常，然后用户就能根据异常的类型进行处理。
　　不过编程思想里面还提到了一种方法，就是声明方法将抛出异常，但是实际上并没有任何异常抛出，相当于给以后可能会出现的异常占个空位，以后抛出的时候就可以不用修改相应的代码。

在定义抽象基类和接口时这种能力很重要，这样派生类或接口实现就能够抛出这些预先声明的异常。

　　举个例子，不是抽象基类也不是接口，但是如果我们想使类具有克隆能力，除了重写Object类的clone()方法，还有使当前类操作Cloneable接口，否则就会抛出CloneNotSupportedException的异常。

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2.处理异常使你的程序更加健壮

2.1 截图你的提交结果(出现学号)

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2.2 实验总结

Scanner scanner = new Scanner(System.in);
int n = scanner.nextInt();
scanner.nextLine();
int[] a = new int[n];
for (int i = 0; i < n; i++) {
	String string = scanner.nextLine();
	try {
		int x = Integer.parseInt(string);
		a[i] = x;
	} catch (Exception e) {
		// TODO: handle exception
		System.out.println(e);
		i--;
	}
	
}
System.out.println(Arrays.toString(a));

　　其实这个程序当中可能出现运行时异常的地方有两处，都出现在输入的时候。不过题目要求我们处理输入数组元素时，如果发现是非整型字符串的时候，就要提示有异常。所以只要对对应输入进行捕获即可。捕获到后，直接输出异常信息，并且为了最后装满数组，出现异常的时候计数器需要自减一次。

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3.throw与throws

3.1 截图你的提交结果(出现学号)

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3.2 阅读Integer.parsetInt源代码，结合3.1说说抛出异常时需要传递给调用者一些什么信息？

public static int parseInt(String s) throws NumberFormatException {
    return parseInt(s,10);
}

　　如果省略第二个参数，则默认转换为10进制。

public static int parseInt(String s, int radix)
            throws NumberFormatException
{
    /*
     * WARNING: This method may be invoked early during VM initialization
     * before IntegerCache is initialized. Care must be taken to not use
     * the valueOf method.
     */

    if (s == null) {
        throw new NumberFormatException("null");
    }

    if (radix < Character.MIN_RADIX) {
        throw new NumberFormatException("radix " + radix +
                                        " less than Character.MIN_RADIX");
    }

    if (radix > Character.MAX_RADIX) {
        throw new NumberFormatException("radix " + radix +
                                        " greater than Character.MAX_RADIX");
    }

    int result = 0;
    boolean negative = false;
    int i = 0, len = s.length();
    int limit = -Integer.MAX_VALUE;
    int multmin;
    int digit;

    if (len > 0) {
        char firstChar = s.charAt(0);
        if (firstChar < '0') { // Possible leading "+" or "-"
            if (firstChar == '-') {
                negative = true;
                limit = Integer.MIN_VALUE;
            } else if (firstChar != '+')
                throw NumberFormatException.forInputString(s);

            if (len == 1) // Cannot have lone "+" or "-"
                throw NumberFormatException.forInputString(s);
            i++;
        }
        multmin = limit / radix;
        while (i < len) {
            // Accumulating negatively avoids surprises near MAX_VALUE
            digit = Character.digit(s.charAt(i++),radix);
            if (digit < 0) {
                throw NumberFormatException.forInputString(s);
            }
            if (result < multmin) {
                throw NumberFormatException.forInputString(s);
            }
            result *= radix;
            if (result < limit + digit) {
                throw NumberFormatException.forInputString(s);
            }
            result -= digit;
        }
    } else {
        throw NumberFormatException.forInputString(s);
    }
    return negative ? result : -result;
}

　　这个方法只抛一种异常，那就是NumberFormatException
　　出现以下几种情况抛异常

• 针对s为null，输入进制小于2或者大于36。
• s为空串。
• 第一个字符既不是+，也不是-，还不是数字。
• 只有+或-
• 如果在后面出现了非数字字符，则Character的digit()方法会返回-1
• 出现溢出的时候

if (result < multmin) {
    throw NumberFormatException.forInputString(s);
}

　　mutmin是边界值除以进制得到的，这边做这样一个处理，就是如果result乘上对应的进制即使超出了极值，那么Integer也是放不下的，所以需要在还没乘上去的时候就判断。

if (result < limit + digit) {
    throw NumberFormatException.forInputString(s);
}

　　其实就是result - digit < limit，但是同理，先去做减运算，可能向下溢出，所以这边加上这个digit，再进行比较。

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4.多种异常的捕获

4.1 截图你的提交结果(出现学号)

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4.2 一个try块中如果可能抛出多种异常，捕获时需要注意些什么？

catch (Exception e) {
    System.out.println(e);
    continue;
}

　　对于这道题来说，反正捕获到了异常就输出，所以一个Exception就够了。
　　但是我们通常会根据异常类型的不同，而需要进行不同的处理，要注意的就是父类的异常处理要放在子类的后面，否则父类的异常处理就会抢在子类的之前就进行了，那么子类的异常处理程序就永远都处理不到，这个是没有意义的。不过反正编译器会报错的，调整一下顺序就好了。
　　即使多个异常只需要一个catch块，即使用多重捕捉的方法，也要注意左边的异常不能是右边异常的父类，否则也会发生编译错误。

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5.为如下代码加上异常处理

byte[] content = null;
FileInputStream fis = new FileInputStream("testfis.txt");
int bytesAvailabe = fis.available();//获得该文件可用的字节数
if(bytesAvailabe>0){
 content = new byte[bytesAvailabe];//创建可容纳文件大小的数组
 fis.read(content);//将文件内容读入数组
}
System.out.println(Arrays.toString(content));//打印数组内容

5.1 改正代码，让其可正常运行。注意：里面有多个方法均可能抛出异常

• FileInputStream的构造方法需要抛出FileNotFoundException异常，所以加在throws的参数列表中。
• FileInputStream的available()方法需要抛出IOException异常。又FileNotFoundException是IOException的子类，所以现在参数列表中仅有一个IOException
• read()方法同样也需要抛出IOException异常。

　　所以改完之后就变成了这样：

public static void main(String[] args) throws IOException {
	byte[] content = null;
	FileInputStream fis = new FileInputStream("testfis.txt");
	int bytesAvailabe = fis.available();// 获得该文件可用的字节数
	if (bytesAvailabe > 0) {
		content = new byte[bytesAvailabe];// 创建可容纳文件大小的数组
		fis.read(content);// 将文件内容读入数组
	}
	System.out.println(Arrays.toString(content));// 打印数组内容
	fis.close();
}

　　还有一种就是这样

public static void main(String[] args) {
	byte[] content = null;
	FileInputStream fis = null;
	try {
		fis = new FileInputStream("testfis.txt");
		int bytesAvailabe = fis.available();// 获得该文件可用的字节数
		if (bytesAvailabe > 0) {
			content = new byte[bytesAvailabe];// 创建可容纳文件大小的数组
			fis.read(content);// 将文件内容读入数组
		}
		System.out.println(Arrays.toString(content));// 打印数组内容
	} catch(IOException e) {
		e.printStackTrace();
	} finally {
		// TODO: handle finally clause
		if (fis != null) {
			try {
				fis.close();
			} catch (IOException e) {
				// TODO Auto-generated catch block
				e.printStackTrace();
			}
		}
	}
}

　　用try-catch来代替throws关键字。

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5.2 如何使用Java7中的try-with-resources来改写上述代码实现自动关闭资源？

public static void main(String[] args) throws IOException {
	byte[] content = null;
	try(FileInputStream fis = new FileInputStream("testfis.txt");) {
		int bytesAvailabe = fis.available();// 获得该文件可用的字节数
		if (bytesAvailabe > 0) {
			content = new byte[bytesAvailabe];// 创建可容纳文件大小的数组
			fis.read(content);// 将文件内容读入数组
		}
		System.out.println(Arrays.toString(content));// 打印数组内容
	}
}

　　try-with-resources声明确保在声明结束时每个在声明开始打开的资源都关闭（不管是正常结束还是突然结束）。try-with-resources方法所使用的对象必须得操作AutoCloseable接口。
　　try-with-resources也可以同时打开多个资源，在圆括号当中用分号隔开，值得注意的是多个资源的close()方法的调用与创建资源的顺序是相反的。

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6.重点考核：使用异常改进购物车系统

举至少两个例子说明你是如何使用异常机制让你的程序变得更健壮。
说明要包含2个部分：1. 问题说明(哪里会碰到异常)。2.解决方案(关键代码)

1.为了可以加入异常，特地把所有商品的信息写在了文件里面再读出。所以文件读入了之后就可能会出现文件找不到的异常。

FileInputStream fileInputStream = null;
Scanner scanner = null;
try {
	fileInputStream = new FileInputStream("AllGoods.txt");
	scanner = new Scanner(fileInputStream, "UTF-8");
	while (scanner.hasNextLine()) {
		String string = scanner.nextLine();
		System.out.println(string);
		String[] strings = string.split(" ");
		if (strings.length > 2) {
			goodsList.add(
					new Book(strings[0], Double.parseDouble(strings[1]),
					strings[2], strings[3], strings[4]));
		} else {
			goodsList.add(new ClothesType(strings[0], Double.parseDouble(strings[1])));
		}
		
	}
	
} 

2.在文件关闭的时候也可能会出现输入输出的错误，这个时候就要抛IOException。

if (scanner != null) {
	scanner.close();
}
if (fileInputStream != null) {
	try {
		fileInputStream.close();
	} catch (IOException e) {
		// TODO Auto-generated catch block
		e.printStackTrace();
	}
}

　　前面自己都提到了，对于一般的运行时异常，如果能通过修改代码来完善，就不要用try-catch。而且，我的购物车可能会涉及到受检异常的地方又比较少。加入文件读写差不多都是属于上面的这两种情况，所以就只将商品信息用文件存储起来了。

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7.JavaFX入门

完成其中的作业3。内有代码，可在其上进行适当的改造。建议按照里面的教程，从头到尾自己搭建。

　　这边做作业4，按照教程添加CSS样式：
　　将界面改成黑色的主题，右边详细信息的表项设置为暗，具体信息设置为亮：

　　编辑框，在输入信息的时候，确认按钮作为缺省按钮：

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8.课外阅读

Questions and Exercises

8.1 Is the following code legal?

try {
    
} finally {
    
}

　　是合法的，如果有finally块的话就不一定要加catch块，Eclipse的代码补全里面就提供了try-catch和try-finally两种代码补全。finally的好处就是不管程序是怎么离开try块的，finally块里的代码保证可以被执行到，通常是用来恢复资源的，比如把打开的文件关闭这样的操作。

8.2 What exception types can be caught by the following handler?

catch (Exception e) {
     
}

What is wrong with using this type of exception handler?
　　所有的异常都将被捕获，因为所有异常都是由Exception导出。缺点就是不能根据特定的异常做特定的处理，所有的异常都以一种方式进行处理。
　　

8.3 Is there anything wrong with the following exception handler as written? Will this code compile?

try {

} catch (Exception e) {
    
} catch (ArithmeticException a) {
    
}

　　Exception是所有异常的父类，所以在第一个catch块，异常就被捕获了，永远到不了第二个catch块，编译不会通过。
　　

8.4 Match each situation in the first list with an item in the second list.

a.int[] A;
A[0] = 0;
b.The JVM starts running your program, but the JVM can't find the Java platform classes. (The Java platform classes reside in classes.zip or rt.jar.)
c.A program is reading a stream and reaches the end of stream marker.
d.Before closing the stream and after reaching the end of stream marker, a program tries to read the stream again.

1._b_error
2._d_checked exception
3._a_compile error
4._c_no exception

E1.Add a readList method to ListOfNumbers.java. This method should read in int values from a file, print each value, and append them to the end of the vector. You should catch all appropriate errors. You will also need a text file containing numbers to read in.

　　用Vector改写，从文件中读数据，可能会出现文件找不到的异常，还有输入的异常都需要捕获并处理。

E2.Modify the following cat method so that it will compile.

public static void cat(File file) {
    RandomAccessFile input = null;
    String line = null;

    try {
        input = new RandomAccessFile(file, "r");
        while ((line = input.readLine()) != null) {
            System.out.println(line);
        }
        return;
    } finally {
        if (input != null) {
            input.close();
        }
    }
}

• finally里面关闭资源的时候close()方法也可能抛异常，所以要用try-catch块包起来
• 初始化RandomAccessFile需要抛FileNotFoundException 异常，使用readLine()方法都需要抛IOException异常

注明出处：The Java™ Tutorials

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3.码云上代码提交记录及PTA实验总结

3.1 码云代码提交记录

• 在码云的项目中，依次选择“统计-Commits历史-设置时间段”, 然后搜索并截图

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4. 课外阅读

任选下面一篇文章阅读，列举出几点自己能理解的异常处理最佳实践。

Java theory and practice:The exceptions debate

　　关于异常的包装，如果异常出现在底层的话，那么等到它最终被处理的时候，它会经过很多层的代码，被捕获，包装，抛出。每迭代一次，栈轨迹都可能会重复被记录很多次，所以等到异常最终被记录下来的时候，栈轨迹可能有很多页。所以有时候抛出异常的时候，控制台就是红红的一页。

　　关于代码的可读性，因为很多代码可能会扔出一连串的异常，所以错误处理的代码相对于真正的业务代码的比例会比较高，以至于要在这个方法中找到到底做什么事情是比较困难的。异常应该是通过集中错误处理使得代码更精简，一个只有三行代码却有六个catch块的看上去就很臃肿了。

　　关于非受检异常，大家的观点都不统一，Sun公司的观点是不要用，C#的方法是哪里都用，也有些人持中立。
非受检异常的最大风险就是它并没有自我记录，而受检异常是有的。除非API的创建者显式地记录被抛出的异常，不然调用者根本就不知道。这在C++当中非常常见，但是对于非常依赖于非受检异常的Java类库来说，这种现象就没有那么普遍。
所以如果决定使用非受检异常，我们就需要详尽地记录下，包括这个方法可能抛出的所有非受检异常。当涉及到非受检异常的时候，也要记住要使用try...finally即使没有任何异常被捕捉到，确保清理工作肯定会被执行到。

看的不过瘾的请点下面
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