201871010131张兴盼 《面向对象程序设计（Java）》第十周学习总结 201871010131

 

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

第一部分：第七章理论知识

7.1错误处理

a.异常概念： 在程序运行时打断正常程序流程的任何不正常的情况称为错位或异常。

b. 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。

c.Java中所有异常类都直接或间接地继承于Throwable类。除內置异常类外，程序员可自定义异常类。

d.Java的异常类可分为两大类：

（1）Error类：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。

（2）Exception类：分为两分支，一个分支派生于Runtime Exception；另一个分支包含其他异常。

e.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。

f.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。

7.2捕获异常

a.捕获：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。

b.某个异常发生时，若程序没有在任何地方进行该异常的捕获，则程序就会终止执行，并在控制台上输出异常信息。

c.若要捕获一个异常，需要在程序中设置一个 try/catch/ finally块：

      –try语句括住可能抛出异常的代码段。

      –catch语句指明要捕获的异常及相应的处理代码。

      –finally语句指明必须执行的程序块。

d.try子句：捕获异常的第一步是用try{….}子句选定捕获异常的代码范围，由try所限定的代码块中的语句，在执行过程中可能会自动生成异常对象并抛出。

e.catch子句:

（1）catch块是对异常对象进行处理的代码；

（2）每个try代码块可以伴随一个或多个catch语句，用于处理try代码块中所生成的格类异常事件；

（3）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传递给catch块；

（4）catch块可以通过异常对象调用类Throwable所提供的方法。

           ---getMessage()用来得到有关异常事件的信息；

           ---printStackTrace()用来跟踪异常事件发生时执行堆栈的内容。

（5）可以在一个try块中捕获多个异常类型，每个异常类型需要一个单独的catch子句。

f.finally 子句：

（1）捕获异常的最后一步是通过finally语句为异常处理提供一个统一出口，使得控制流程在转到程序其他部分以前，能够对程序的状态做统一的管理；

（2）不管异常是否被捕获，finally子句中的代码都会被执行。

7.3使用异常机制的技巧

a.积极处理方法：确切知道如何处理的异常应该捕获

b.消极处理方法：不知道如何去处理的异常声明抛出。

7.4使用断言

a..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。

b.断言(assert) 语法如下:

（1）assert 条件

（2）assert 条件:表达式

c.这两个形式都会对布尔“条件”进行判断，如果判断结果为假(false)，说明程序已经处于不正确的状态下，系统则抛出AssertionError,给出警告并且退出。在第二种形式中，“ 表达式”会传入AssertionError的构造函数中并转成一个消息字符串。

7.5调试技巧

a.可以打印或记录任意变量的值：System.out.println("x="+x)或Logger.getGlobal().info("x="+x)

b.在每一个类中放置一个main方法，这样就可以对每一个类进行单元测试。

c.JUnit是一个非常常见的单元测试框架，学习并使用它

d.日志代理是一个子类的对象，它可以截获方法调用，并进行日志记录，然后调用超类中的方法。

e.利用Throwae类提供的printStackTrace方法，可以从任何一个异常对象中获得堆栈情况。不一定要通过捕获异常来生成堆栈轨迹。只要在代码的任意位置插入下面这条语句就可以获得堆栈轨迹：Thread.dumpStack()；

f.一般来说，堆栈轨迹显示在System.err上，也可以利用printStackTrace(PrintWriter s)方法将它发送到一个文件中。

g.将非捕获异常记录到一个文件中：Thread.setDefaultUncaughtExceptionHanler()

h.要想查看类的加载过程，可以使用-verbose标志启动Java虚拟机

i.-Xlint选项告诉编译器对一些普遍容易出现的代码问题进行检查

j.使用jconsole的图形工具,使用jmap查看堆的转储

k.使用-Xprof标志运行虚拟机可以运行一个剖析器跟踪代码中经常被调用的方法。输出结果中还会显示哪些方法是由即时编译器编译的

第二部分：实验部分

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；

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。

package zxp;

public class ExceptionDemo1 {
    
    public static void main(String[] args) {
        // TODO Auto-generated method stub
        int a = 0;
        System.out.println(5 / a);
    }

}

在命令行环境下运行如下：

 在IDE环境下运行如下：

//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();
      }
}

该程序存在文件找不到的错误，对该程序修改后，修改后代码如下：

package zxp;
//异常示例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();
    }
}

在命令行环境下运行如下：

 在IDE环境下运行如下：

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；

代码如下：

package stackTrace;

import java.util.*;

/**
 * A program that displays a trace feature of a recursive method call.
 * @version 1.10 2017-12-14
 * @author Cay Horstmann
 */
public class StackTraceTest
{
   /**
    * Computes the factorial of a number
    * @param n a non-negative integer
    * @return n! = 1 * 2 * . . . * n
    */
   public static int factorial(int n)    //求阶乘
   {
      System.out.println("factorial(" + n + "):");
      var walker = StackWalker.getInstance(); //创建对象时调用堆栈的跟踪 
      walker.forEach(System.out::println);    //调用对象walker的foreach循环   
      int r;
      if (n <= 1) r = 1;
      else r = n * factorial(n - 1);     //计算n的阶乘需要去调用n-1的阶乘
      System.out.println("return " + r);
      return r;
   }

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

运行结果如下：

测试程序2：

| Java语言的异常处理有积极处理方法和消极处理两种方式；

| 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；

| 掌握两种异常处理技术的特点。

积极处理方式的代码如下：

import java.io.*;

class ExceptionTest {
    public static void main (String args[])
   {
        
       try{
           FileInputStream fis=new FileInputStream("D://身份证号.txt");
           BufferedReader in = new BufferedReader(new InputStreamReader(fis));
           String s = new String();
           while ((s = in.readLine()) != null) {
               System.out.println(s);
           }
           in.close();
           fis.close();
       }
       catch (FileNotFoundException e) {
           System.out.println("文件未找到");
           e.printStackTrace();
       } catch (IOException e) {
           System.out.println("文件读取错误");
           e.printStackTrace();
       }
}
}

消极处理方式的代码如下：

import java.io.*;

public class ExceptionTest {
    public static void main (String args[]) throws IOException
   {
         
       try{
           FileInputStream fis=new FileInputStream("D://身份证号.txt");
           BufferedReader in = new BufferedReader(new InputStreamReader(fis));
           String s = new String();
           while ((s = in.readLine()) != null) {
               System.out.println(s);
           }
           in.close();
           fis.close();
          
       }
       finally {
        return ;
       }
       
   }
}

运行结果如下：

实验3: 编程练习

编写一个计算器类，可以完成加、减、乘、除的操作；

| 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；

| 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；

| 在以上程序适当位置加入异常捕获代码。

程序代码如下：

package CounterTest;

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

public class counter {
    public static void main(String[] args) {
        Scanner in=new Scanner(System.in);
        sf sf=new sf();
                PrintWriter output = null;
                try {
                    output = new PrintWriter("test.txt");
                } catch (FileNotFoundException e) {
                    e.printStackTrace();
                }
                int sum = 0;

                for (int i = 1; i < 11; i++) {
                    int a = (int) Math.round(Math.random() * 100);
                    int b = (int) Math.round(Math.random() * 100);
                    int num = (int) Math.round(Math.random() * 4);

                    
                   switch(num)
                   {
                   case 1:
                       System.out.println(i+": "+a+"/"+b+"=");
                       while(b==0){  
                           b = (int) Math.round(Math.random() * 100); 
                           }
                       double c = in.nextDouble();
                       output.println(a+"/"+b+"="+c);
                       if (c == sf.chu_fa(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();
                       output.println(a+"*"+b+"="+c1);
                       if (c1 == sf.chen_fa(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();
                       output.println(a+"+"+b+"="+c2);
                       if (c2 == sf.jia_fa(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 4:
                       System.out.println(i+": "+a+"-"+b+"=");
                       int c3 = in.nextInt();
                       output.println(a+"-"+b+"="+c3);
                       if (c3 == sf.jian_fa(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);
                output.println("成绩:"+sum);
                output.close();
                 
            }
    }

package CounterTest;

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)
            {
                
                return 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;    
                else
            return 0;
            }

            
    }

运行结果如下：

 实验4：断言、日志、程序调试技巧验证实验。

| 在elipse下调试程序AssertDemo，结合程序运行结果理解程序；

| 注释语句test1(-5);后重新运行程序，结合程序运行结果理解程序；

| 掌握断言的使用特点及用法。

程序代码如下：

//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);

    }

}

运行结果如下：

注释test1(-5);后代码如下：

package project;

//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);
  }
}

运行结果如下：

实验程序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。

程序代码如下：

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;
            var 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(() ->
            {
               var windowHandler = new WindowHandler();
               windowHandler.setLevel(Level.ALL);
               Logger.getLogger("com.horstmann.corejava").addHandler(windowHandler);
 
               var 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
      var menuBar = new JMenuBar();
      setJMenuBar(menuBar);
 
      var menu = new JMenu("File");
      menuBar.add(menu);
 
      var openItem = new JMenuItem("Open");
      menu.add(openItem);
      openItem.addActionListener(new FileOpenListener());
 
      var 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
         var 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();
      var 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();
   }
}

运行结果如下：

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

三、实验总结

               在这一章中我们主要学习了与异常、断言和异常处理等相关知识及我们该如何解决这些异常情况。在之前很长一段时间的学习中，我们在进行相关实验的过程中经常会遇到一些难以处理或无从下手的异常情况，在这周的理论课上老师便结合这一章的知识，教会我们要从深刻的地方入手如何去处理这些情况。通过这一章的学习，我想会对我们之后的学习产生极大的便利，也让我们在解决这些异常的同时，对程序有更深刻的理解。