201871010126 王亚涛 《面向对象程序设计（Java）》第十周实验总结

项目	内容
这个作业属于哪个课程	https://www.cnblogs.com/nwnu-daizh/
这个作业的要求在哪里	https://www.cnblogs.com/nwnu-daizh/p/11778090.html
作业学习目标	学习目标 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。

随笔博文正文内容包括：

第一部分：总结第七章关于异常处理相关理论知识

第七章： 异常、断言和日志

7.1 处理错误

7.1.1 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。

异常都是以Exception结尾的。

在我们写程序的时候难免会出现错误，java中的异常机制为了提高我们程序的健壮性和容错性而存在。

异常体系

Throwable:  Throwable类是java语言中所有错误或异常的超类

所有已实现的接口：Serializable

直接已知子类：Error, Exception

Error是throwable的子类，它是程序出现严重的问题，这种问题程序解决不了。

1.  编译期异常

 编译期的异常我们必须处理，如果我们不处理就会编译失败。我们必须通过程序来处理编译期的异常

我们两种解决方案：抛出异常，把异常抛给调用当前方法的层内部处理，catch来处理。

 除了RuntimeException都是编译期的异常

2.  运行期异常

   编译的时候可以通过，但是在运行的时候产生的异常叫做运行期异常。

   所有RuntimeException的子类都是运行期的异常

7.1.2 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。

7.1.3 如何抛出异常

1、定义 ： 一个方法不处理这个异常，而是调用层次向上传递，谁调用这个方法，这个异常就由谁来处理。

2、throw : 将产生的异常抛出(强调的是动作)，抛出的既可以是异常的引用，也可以是异常对象。（位置: 方法体内）

3、throws : 如果一个方法可能会出现异常，但没有能力处理这种异常，可以在方法声明处用throws子句来声明抛出异常。用它修饰的方法向调用者表明该方法可能会抛出异常（可以是一种类型，也可以是多种类型，用逗号隔开）（位置: 写在方法名 或方法名列表之后 ，在方法体之前。）

4、throw 和throws 关键字的区别

1）、写法上 : throw 在方法体内使用，throws 函数名后或者参数列表后方法体前
2）、意义 ： throw 强调动作，而throws 表示一种倾向、可能但不一定实际发生
3）、throws 后面跟的是异常类，可以一个，可以多个，多个用逗号隔开。throw 后跟的是异常对象，或者异常对象的引用。
4）、throws 用户抛出异常，当在当前方法中抛出异常后，当前方法执行结束（throws 后，如果有finally语句的话，会执行到finally语句后再结束。）。可以理解成return一样。

7.1.4 创建异常类

创建自定义的异常类需要继承自Exception类，并提供含有一个String类型形参的构造方法，该形参就是一场的描述信息，可以通过getMessage()方法获得。例如：

public class NewException extends Exception{
public NewException(String s){//这个s就是自定义的精髓所在，想传啥传啥
super(s);
try catch在main里头用哈，具体的方法里头还是if 判断之后throw new 一个异常。

7.2 捕获异常

捕获异常的方法：

try:

   检测范围

except Exception[as reason]

　出现异常(Exception)后的处理代码

finally

  最后处理  #检测范围内无错误-> 跳过except->finally

                #检测范围内有错误-> 执行except->finally

try:
    
    f=open("我不是一个文件.txt","w") #文件不存在错误
    print(f.write("hello"))
    sum =1 +"1"  #类型错误
    f.close
except OSError as reason:
    print("文件不存在，错误原因是："+str(reason))

except TypeError as reason:
    print("类型出错啦，错误原因是："+str(reason))

finally:
    f.close

如果你在写python程序时遇到异常后想进行如下处理的话,一般用try来处理异常，假设有下面的一段程序：

try:
    语句1
    语句2
    .
    .
    语句N
except .........:
    do something .......

方法一：捕获所有异常

try:  
    a=b  
    b=c  
except Exception,e:  
    print Exception,":",e

方法二：采用traceback模块查看异常

#引入python中的traceback模块，跟踪错误
import traceback  
try:  
    a=b  
    b=c  
except:  
    traceback.print_exc()

方法三：采用sys模块回溯最后的异常

#引入sys模块
import sys  
try:  
    a=b  
    b=c  
except:  
    info=sys.exc_info()  
    print info[0],":",info[1]

但是，如果你还想把这些异常保存到一个日志文件中，来分析这些异常，那么请看下面的方法：

把　traceback.print_exc()　打印在屏幕上的信息保存到一个文本文件中

import traceback
try:  
    a=b  
    b=c  
except:  
    f=open("c:log.txt",'a')  
    traceback.print_exc(file=f)  
    f.flush()  
    f.close()

7.4 使用断言

1.断言概述
断言机制允许在测试期间向代码中插入一些检查语句，当代码发布时，这些插入的检测语句就会被自动地移走。assertion（断言）是Java1.4引入的一个新特性，该特性的引入的目的是为了辅助开发人员调试和测试，是一种比较常用的调试、测试方案。由于其会对程序的整体设计产生很大影响，目前很少投入到使用中，一般情况下使用的目的是为了调试和测试。
断言表示为一些布尔表达式，程序员相信在程序中的某个特定点该表达式为真。

2.常见的断言特性
前置条件断言：代码执行之前必须具备的特性
后置条件断言：代码执行之后必须具备的特性
前后不变断言：代码执行前后不能变化的特性

3.断言使用格式
断言可以有两种形式：
1.assert 布尔表达式
2.assert 布尔表达式：消息
使用第一种格式，当布尔类型表达式为false时，抛出AssertionError异常；如果是第二种格式，则输出错误消息。
7.5 Java日志

1、实验目的与要求

(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();
      }
}

异常示例1截图运行截图如下：

显示错误为：main”java.lang.arithmeticexception中的异常：0

 异常示例2运行截图如下：

 显示错误为：“main”java.io.filenotfoundexception:text.txt中的异常

检测异常后：

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
     }
}

运行截图如下：

未检测异常与已检测异常的区别：

已检查异常：指的是一个函数的代码逻辑没有错误，但程序运行时会因为IOException等错误导致异常，你在编写程序阶段是预料不到的。如果不处理这些异常，程序将来肯定会出错。所以编译器会提示你要去捕获并处理这种可能发生的异常，不处理就不能通过编译。
未检查异常：指的是你的程序逻辑本身有问题，比如数组越界、访问null对象，这种错误你自己是可以避免的。编译器不会强制你检查这种异常。也检查不过来，太多了。

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；

掌握Throwable类的堆栈跟踪方法；

例题7.1程序代码如下：

package stackTrace;

import java.util.*;

/**
 * A program that displays a trace feature of a recursive method call.
 * //显示递归方法调用的跟踪特性的程序
 * @version 1.10 2017-12-14
 * @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
    * @return n! = 1 * 2 * . . . * n
    */
   public static int factorial(int n)
   {
      System.out.println("factorial(" + n + "):");
      var walker = StackWalker.getInstance();//创建一个新的StackWalker
      walker.forEach(System.out::println);      
      int r;
      if (n <= 1) r = 1;
      else r = n * factorial(n - 1);
      System.out.println("return " + r);
      return r;
   }

   public static void main(String[] args)
   {
      try (var in = new Scanner(System.in))
      //新创建一个输入的Scanner 对象，然后赋值给in
      {
         System.out.print("Enter n: ");
         int n = in.nextInt();
         factorial(n);
      }
   }
}

程序运行截图如下：

 Throwable 类总结：

Throwable 类是 Java 语言中所有错误或异常的超类。只有当对象是此类（或其子类之一）的实例时，才能通过 Java 虚拟机或者 Java throw 语句抛出。类似地，只有此类或其子类之一才可以是 catch 子句中的参数类型。

两个子类的实例，Error 和 Exception，通常用于指示发生了异常情况。

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 下列两个简单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ExceptionTest.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");
     }
}

程序代码如下：

//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);
                        try {
                             String s, s2 = new String();
                             while ((s = br.readLine()) != null) {
                                 s2 += s + "\n ";
                             }
                             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 + "\n ";
            }
            br.close();
            System.out.println(s2);
     }
}

运行截图如下：

实验3: 编程练习

1）编写一个计算器类，可以完成加、减、乘、除的操作；

2）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；

3）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；

4）在以上程序适当位置加入异常捕获代码。

程序代码如下：

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;
        
    }
}

运行截图如下：

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);

    }

}

实验截图如下：

 注释语句test1(-5);后截图如下：

实验程序2：

2）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；

并掌握Java日志系统的用途及用法。

实验截图如下：

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。

实验代码如下：

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();
   }
}

实验总结：

1）：学习了第七章的知识，异了解了常有致命性异常和非致命性异常及断言的定义及日志等。

2）：对于异常处理，老师用两节理论课给我们讲，在课下总结有关异常以及异常处理的知识点。在学习的过程中了解了Java许多相关知识，对Java的知识更加熟悉及掌握，虽然有许多的不懂，但在课下还是一一解决了。