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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：
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） { …… } …… } } |
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//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 + "\n "; } 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 + "\n "; } 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+"\t"+sex+"\t"+age+"\t"+ID+"\t"+birthplace+"\n"; } }
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。
201771010135杨蓉庆 《面对对象程序设计（java）》第九周学习总结
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原文地址：https://www.cnblogs.com/YRQY/p/9856108.html
