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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。

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