# 20145210 《Java程序设计》第05周学习总结

教材学习内容总结

第八章异常处理

8.1语法与继承架构

•使用 try、catch

•Java中所有信息都会被打包为对象，如果愿意，可以尝试（try）捕捉（catch）代表错误的对象后做一些处理

•JVM 会尝试执行 try 区块中的程序代码。如果发生错误，执行流程会跳离错误发生点，然后比较 catch 括号中声明的类型，是否符合被抛出的错误对象类型，如果是的话，就执行catch 区块中的程序代码

•try、catch 用法举例：

import java.util.*;
public class Average2
{
    public static void main(String[] args)
    {
       try
       {
           Scanner console = new Scanner(System.in);
           double sum = 0;
           int count = 0;
           while (true)
           {
               int number = console.nextInt();
               if (number ==0)
               {
                   break;
               }
               sum += number;
               count++;
           }
           System.out.printf("平均 %.2f%n",sum / count);
       }
       catch (InputMismatchException ex)
       {
           System.out.println("必须输入整数");
       }
    }
}

•有时错误可以在捕捉处理之后，尝试恢复程序正常执行流程，例如：

import java.util.*;
public class Average3
{
    public static void main(String[] args)
    {
        Scanner console = new Scanner(System.in);
        double sum = 0;
        int count = 0;
        while (true)
        {
            try
            {
                int number = console.nextInt();
                if (number == 0)
                {
                    break;
                }
                sum += number;
                count++;
            }
            catch (InputMismatchException ex)
            {
                System.out.printf("略过非整数输入：%s%n", console.next());
            }
        }
        System.out.printf("平均 %.2f%n", sum / count);
    }
}

•异常继承架构

•Throwable 定义了取得错误信息、堆栈追踪等方法，有两个子类：java.lang.Error 与 java.lang.Exception

•异常处理：程序设计本身的错误，建议使用 Exception 或其子类实例来表现，所以通常称错误处理为异常处理

•单就语法与继承架构上来说，如果某个方法声明会抛出 Throwable 或子类实例，只要不是属于 Error、ava.lang.RuntimeException 或其子类实例，你就必须明确使用 try、catch语法加以处理，或者用 throws 声明这个方法会抛出异常，否则会编译失败

•受检异常：Exception 或其子对象，但非属于 RuntimeException 或其子对象，称为受检异常

•执行期异常（非受检异常）：因为编译程序不会强迫一定得在语法上加以处理，亦称为非受检异常

•规则表达式：String 的 matches() 方法中设定了 "\d*"，这是规则表示式，表示检查字符串中的字符是不是数字，若是则 matches() 返回 true

•如果父类异常对象在子类异常对象前被捕捉，则 catch 子类异常对象的区块将永远不不会被执行

•多重捕捉语法：

try{
        做一些事...
    }catch(IOException | InterruptedException | ClassCastException e){
//catch 区块会在发生 IOException、InterruptedException、ClassCastException 时执行
        e.printStackTrace();
    }

•catch 括号中列出的异常不得有继承关系，否则会发生编译错误

•catch or throw?

•如果方法设计流程中发生异常，而设计时没有充足的信息知道该如何处理，那么可以抛出异常，让调用方法的客户端来处理。为了告诉编译程序这个事实，必须用 throws 声明此方法会抛出的异常类型或父类型，编译程序才会让你通过编译。例如：

public class FileUtil {
    public static String readFile(String name)
        throws FileNotFoundException{
        StringBuilder text = new StringBuilder();
        Scanner console = new Scanner(new FileInputStream(name));
        while(console.hasNext()){
            text.append(console.nextLine())
                    .apend('\n');
        }
        return text.toString();
    }
}

•在catch区块进行完部分错误处理之后，可以使用throw（注意不是throws）将异常再抛出。如：

import java.io.*;
import java.util.Scanner;
public class FileUtil
{
    public static String readFile(String name) throws FileNotFoundException
    {
        StringBuilder text = new StringBuilder();
        try
        {
            Scanner console = new Scanner(new FileInputStream(name));
            while (console.hasNext())
            {
                text.append(console.nextLine())
                .append('\n');
            }
        }
       catch (FileNotFoundException ex)
        {
           ex.printStackTrace();
            throw ex;
        }
        return text.toString();
    }
}

•如果抛出的是受检异常，表示你认为客户端有能力且应处理异常，此时必须在方法上使用 throws 声明；

•如果抛出的异常是非受检异常，表示你认为客户端调用方法的时机出错了，抛出异常是要求客户修正这个漏洞再来调用方法，此时也就不使用 throws 声明

•如果使用继承时，父类某个方法声明 throws 某些异常，子类重新定义该方法时可以：

    •不声明 throws 任何异常
    •throws 父类该方法中声明的某些异常
    •throws父类该方法中声明异常的子类

但是不可以：

    •throws父类方法中未声明的其他异常
    •throws父类方法中声明异常的父类

•自定义异常

•自定义异常类别时，可以继承 Throw、Error 或 Exception 或其子类，如果不是继承自 Error 或 RuntimeException，那么就会是受检异常

•自定义受检异常：

public class CustomizedException extends Exception{
    ...
}

•错误发生时：

    •无足够信息处理异常：就现有信息处理完异常后，重新抛出异常
    •已针对错误做了某些处理：考虑自定义异常，用以更精确地表示出未处理的错误
    •客户端有能力处理未处理的错误：自定义受检异常、填入适当错误信息并重新抛出，并在方法上使用 throws 加以声明
    •客户端没有准备好就调了方法造成未处理错误：自定义受检异常、填入适当错误信息并重新抛出

•异常堆栈

•在多重方法调用下，异常发生点可能是在某个方法之中，若想得知异常发生的根源，以及多重方法调用下的堆栈传播，可以利用异常对象自动收集的堆栈追踪来取得相关信息

•查看堆栈追踪最简单的方法，就是直接调用异常对象的 printStackTrace()，例如：

public class StackTraceDemo1
{
    public static void main(String[] args)
    {
        try
        {
            c();
        }
        catch (NullPointerException ex)
        {
            ex.printStackTrace();
        }
    }
    static void c()
    {
        b();
    }
    static void b()
    {
        a();
    }
    static String a()
    {
        String text = null;
        return text.toUpperCase();
    }
}

•如果并不知道调用的顺序，当异常发生而被捕捉后，可以调用 printStackTrace() 在控制台显示堆栈追踪

•如果想要取得个别的堆栈元素进行处理，则可以使用 getStackTrace()，这会返回 StackTraceElement 数组，数组中索引0为异常根源的相关信息，之后为各方法调用中的信息，可以使用 StrackTraceElement 的 getClassName()、getFileName()、getLineNumber()、getMethodName() 等方法取得对应的信息

•要善用堆栈追踪，前提是程序代码中不可有私吞异常的行为

•在使用 throw 重抛异常时，异常的追踪堆栈起点，仍是异常的发生根源，而不是重抛异常的地方，例如：

public class StackTraceDemo2
{
    public static void main(String[] args)
    {
       try
       {
           c();
       }
       catch (NullPointerException ex)
       {
           ex.printStackTrace();
       }
    }
    static void c()
    {
        try
        {
           b();
        }
        catch (NullPointerException ex)
        {
            ex.printStackTrace();
            throw ex;
        }
    }
    static void b()
    {
        a();
    }
    static String a()
    {
        String text = null;
        return text.toUpperCase();
    }
}

•如果想要异常堆栈起点为重抛异常的地方，可以使用 fillInStackTrace() 方法，这个方法会重新装填异常堆栈，将起点设为重抛异常的地方，并返回 Throwable 对象，例如：

public class StackTraceDemo3 {
    public static void main(String[] args) {
        try{
            c();
        }catch(NullPointerException ex){
            ex.printStackTrace();
        }
    }
    static void c(){
        try{
            b();
        }catch(NullPointerException ex) {
            ex.printStackTrace();
            Throwable t = ex.fillInStackTrace();
            throw(NullPointerException) t;
        }
    }
    static void b(){
        a();
    }
    static String a(){
        String text = null;
        return text.toUpperCase();
    }
}

•assert

•assert 语法：

assert boolean_expression;
assert boolean_expression : detail_expression;

•boolean_expression 若为 true，则什么事都不会发生，如果为 false，则会发生 java.lang.AssertionError，此时若采取的是第二个语法，则会将 detail_expression 的结果显示出来，如果当中是个对象，则调用 toString() 显示文字描述结果

•断言：程序执行的某个时间点或某个情况下，必然处于或不处于何种状态，这是一种断言

•使用断言的几个建议：

    •断言客户端调用方法前，已经准备好某些前置条件（通常在private方法之中）
    •断言客户端调用方法前，已经准备好某些前置条件（通常在private方法之中）
    •断言客户端调用方法后，具有方法承诺的结果。
    •断言对象某个时间点下的状态。
    •使用断言取代批注。
    •断言程序流程中绝对不会执行到的程序代码部分。

•checkGreaterThanZero() 是一种前置条件检查，如果程序上线后就不再需要这种检查的话，可以将之以 assert 取代，并在开发阶段使用 -ea 选项，而程序上线后取消该选项

•使用断言的时机：一定不能有 default 的状况，也可以使用 assert 来取代

8.2异常与资源管理

•使用 finally

•如果最后一定要执行关闭资源的动作，try、catch语法可以搭配finally，无论try区块中有无发生异常，若撰写有finally区块，则finally区块一定会被执行。如：

import java.io.*;
import java.util.Scanner;
public class FileUtil
{
    public static String readFile(String name) throws FileNotFoundException
    {
        StringBuilder text = new StringBuilder();
        Scanner console = null;
        try
        {
            console = new Scanner(new FileInputStream(name));
            while (console.hasNext())
            {
                text.append(console.nextLine())
                .append('\n');
            }
        }
        finally
        {
            if(console != null)
            {
                console.close();
            }
        }
        return text.toString();
    }
}

•如果程序撰写的流程中先 return 了，而且也有 finally 区块，那 finally 区块会先执行完后，再将值返回，例如：

public class FinallyDemo
{
    public static void main(String[] args)
    {
        System.out.println(test(true));
    }
    static int test(boolean flag)
    {
        try
        {
            if(flag)
            {
                return 1;
            }
        }
        finally
        {
            System.out.println("finally...");
        }
        return 0;
    }
}

•try with resources

•尝试关闭资源语法：想要尝试自动关闭资源的对象，是在撰写在 try 之后的括号中，如果无须 catch 处理任何异常，可以不用撰写，也不用撰写 finally 自行尝试关闭资源，例如：

import java.io.FileInputStream;
import java.io.FileNotFoundException;
import java.util.Scanner;
public class FileUtil2
{
    public static String readFile(String name) throws FileNotFoundException
    {
        StringBuilder text = new StringBuilder();
        try(Scanner console = new Scanner(new FileInputStream(name)))
        {
            while (console.hasNext())
            {
                text.append(console.nextLine())
                   .append('\n');
            }
        }
        return text.toString();
    }
}

•若一个异常被 catch 后的处理过程引发另一个异常，通常会抛出第一个异常作为响应，addSupperessed() 方法可将第二个异常记录在第一个异常中，JDK7 中与之对应的是getSuppressed() 方法，可返回 Throwable[]，代表先前被 addSupperessed() 记录的各个异常对象

•使用自动尝试关闭资源语法时，也可搭配 catch

•java.lang.AutoCloseable

•JDK的尝试关闭资源语法可套用的对象，必须操作java.lang.AutoCloseable接口。如：

public class AutoClosableDemo
{
    public static void main(String[] args)
    {
        try(Resource res = new Resource())
        {
            res.doSome();
        }
        catch(Exception ex)
        {
            ex.printStackTrace();
        }
    }
}
class Resource implements AutoCloseable
{
    void doSome()
    {
        System.out.println("做一些事");
    }
    @Override
    public void close() throws Exception
    {
        System.out.println("资源被关闭");
    }
}

•尝试关闭资源语法也可以同时关闭两个以上的对象资源，只要中间以分号分隔

•在 try 的括号中，越后面撰写的对象资源会越早被关闭

第九章 Collection 与 Map

9.1 使用 Collection 收集对象

•认识 collection 架构

•收集对象的行为，像是新增对象的 add（）方法、移除对象的 remove（）方法等，都是定义在 java.util.Collection 中

•既然可以收集对象，也要能逐一取得对象，这就是 java.lang.Iterable 定义的行为，它定义了 iterator() 方法返回 java.lang.Iterable 操作对象，可以让你逐一取得收集的对象

•收集对象的共同行为定义在 Collection 中，然而收集对象会有不同的需求

    •java.util.List：收集时记录每个对象的索引顺序，并可依索引取回对象
    •java.util.Set：收集的对象不重复，具有集合的行为
    •java.util.Queue：收集对象时以队列方式，收集的对象加入至尾端，取得对象时从前端
    •java.util.Deque：可对Queue的两端进行加入、移除等操作
    •java.util.ArrayList：以数组操作 List（想要收集对象时具有索引顺序，操作方法之一是使用数组）

•List

•List 是一种Collection,作用是收集对象，并以索引方式保留收集的对象顺序，其操作类之一是java.util.ArrayList

•ArrayList 特性

    •考虑是否使用 ArrayList，就等于考虑是否要使用到数组的特性
    •数组在内存中会是连续的线性空间，根据索引随机存取时速度快，如果操作上有这类需求时，像是排序，就可使用ArrayList，可得到较好的速度表现

•LinedList 特性

    •LinkedList在操作List接口时，采用了链接（Link）结构
    •在 SimpleLinkedList 内部使用 Node 封装新增的对象，每次 add() 新增对象之后，将会形成链状结构
    •若收集的对象经常会有变动索引的情况，也许考虑链接方式操作的List会比较好，像是随时会有客户端登录或注销的客户端List，使用LinkedList会有比较好的效率

•Set

•使用 Set 接口操作对象：在收集对象的过程中若有相同的对象，则不再重复收集，若有这类需求，可以使用 Set 接口的操作对象，例如：

import java.util.*;
public class WordCount
{
    public static void main(String[] args)
    {
        Scanner console = new Scanner(System.in);
        System.out.print("請輸入英文：");
        Set words = tokenSet(console.nextLine());
        System.out.printf("不重複單字有 %d 個：%s%n", words.size(), words);
//显示收集的个数与字符串
    }
    static Set tokenSet(String line)
    {
        String[] tokens = line.split(" ");
//String 的 split() 方法，可以指定切割字符串的方式，在这里指定以空格切割，split()会返回 String[]，包括切割的每个字符串
        return new HashSet(Arrays.asList(tokens));
//将 String[] 中的每个字符串加入 Set 的操作 HashSet 中
    }
}

•HashSet的操作概念是，在内存中开设空间，每个空间会有个哈希编码

•如果对象要加入 HashSet，则会调用对象的 hashCode() 取得哈希码，并尝试放入对应号码的哈希桶中。如果哈希桶中没对象，则直接放入；如果哈希桶中有对象，会再调用对象的 equals() 进行比较，如果比较结果为 false，则表示两个对象非重复对象，可以收集，如果比较结果为 true，表示两个对象是重复对象，则不予收集

•Queue

•Queue继承自Collection，所以也具有Collection的add()、remove()、element()等方法，然而Queue定义了自己的offer()、poll()与peek()等方法，最主要的差别之一在于：add()、remove()、element()等方法操作失败时会抛出异常，而offer()、poll()与peek()等方法操作失败时会返回特定值。

•如果对象有操作 Queue，并打算以队列方式使用，且队列长度受限，通常建议使用offer()、poll()与peek()等方法

•offer()：offer() 方法用来在队列后端加入对象，成功返回 true ,失败则返回 false

•poll():poll() 方法用来取出队列前端对象，若队列为空则返回 null

•peek():peek() 用来取得（但不取出）队列前端对象，若队列为空则返回 null

•LinkeedList 不仅操作了 List 接口，也操作了 Queue 的行为，所以可将 LinkedList 当作队列来使用，例如：

import java.util.*;
interface Request{
    void execute();
}
public class RequestQueue {
    public static void main(String[] args) {
        Queue requests = new LinkedList();
        offerRequestTo(requests);
        process(requests);
    }
    static void offerRequestTo(Queue requests){
        for(int i=1;i<6;i++){
            Request request = new Request(){
                public void execute(){
                    System.out.printf("处理数据%f%n",Math.random());
                }
            };
            requests.offer(request);
        }
    }
    static void process(Queue requests){
        while(requests.peek()!=null){
            Request rquest = (Request) request.poll();
            request.execute();
        }
    }
}

•对队列的前端和尾端进行操作：在前端加入对象与取出对象，在尾端加入对象与取出对象，Queue的子接口Deque就定义了这类行为

•操作失败时抛出异常：addFiret()、removeFirst()、getFirst()、addLast()、removeLast()、getLast()

•操作失败时返回特定值：offerFirst()、pollFirst()、peekFirst()、offerLast()、pollLast()、peekLast()

•java.util.ArrayDeque操作了Deque接口，可以使用ArrayDeque来操作容量有限的堆栈

•使用泛型

•泛型语法使用样例：

import java.util.Arrays;
public class ArrayList<E>
//类名称旁有角括号<>，这表示此类支持泛型
{
     Object[] elems;
    private int next;
   public ArrayList(int capacity)
   {
        elems = new Object[capacity];
   }        
   public ArrayList()
   {
        this(16);
   }
   public void add(E e)
   {
        if(next == elems.length)
        {
            elems = Arrays.copyOf(elems, elems.length * 2);
        }
        elems[next++] = e;
   }
   public E get(int index)
   {
        return (E) elems[index];
   }
   public int size()
   {
        return next;
   }
}

•只要声明参考时有指定类型，那么创建对象时就不用再写类型时了

•Lambda

•Lambda 表达式：

Request request = () -> out.printf("处理数据 %f%n",Math.random());

•相对于匿名类语法来说，Lambda表达式的语法省略了接口类型与方法名称，->左边是参数列，而右边是方法本体

•在使用 Lambda 表达式，编译程序在推断类型时，还可以用泛型声明的类型作为信息来源

•虽然不鼓励使用Lambda表达式来写复杂的演算，不过若流程较为复杂，无法在一行的Lambda表达式中写完时，可以使用区块{}符号包括演算流程

•在Lambda表达式中使用区块时，如果方法必须返回值，在区块中就必须使用return

•Iterable与Iterator

•iterator() 方法会返回 java.util.Iterator 接口的操作对象，这个对象包括了Collection 收集的所有对象，可以使用Iterator 的 hasNext() 看看有无下一个对象，若有，再使用 next() 取得下一个对象

 static void forEach(Collection collection) {
        Iterator iterator = colleciton.iterator();
        while(iterator.hasNext()){
            System.out.println(iterator.next());
        }
    }

•interator()方法提升至新的java.util.Iterable父接口

•在JDK5之后有了增强式for循环，除了运用在数组上，还可运用在操作Iterable接口的对象上

 static void forEach(Iterable iterator) {
        for(Object o: iterable){
            System.out.println(o);
        }
    }

•Iterable 新增了 forEach() 方法，可以让你对迭代对象进行指定处理

•Comparable与Comparator

•Collections的sort（）方法要求被排序的对象必须操作java.lang.Comparable接口，这个接口有个compareTo（）方法必须返回大于0、等于0或小于0的数

•Collections的sort（）方法有另一个重载版本，可接受java.util.Comparator接口的操作对象，如果使用这个版本，排序方式将根据Comparator的compare（）定义来决定，例如：

import java.util.*;
class StringComparator implements Comparator<String>
{
    @Override
    public int compare(String s1, String s2)
    {
        return -s1.compareTo(s2);
    }
}
public class Sort5
{
    public static void main(String[] args)
    {
        List<String> words = Arrays.asList("B", "X", "A", "M", "F", "W", "O");
        Collections.sort(words, new StringComparator());
       System.out.println(words);
   }
}

•在Java的规范中，跟顺序有关的行为，通常要不对象本身是Comparable，要不就是另行指定Comparator对象告知如何排序

•JDK8在List上增加了sort()方法，可接受Comparator实例来指定排序方式

9.2 键值对应的Map

•常用 Map 操作类

•若要根据某个键来取得对应的值，可以事先利用java.util.Map接口的操作对象来建立键值对应数据，之后若要取得值，只要用对应的键就可以迅速取得

•建立 Map 操作对象时，可以使用泛型语法指定键与值的类型

•要建立键值对应，可以使用 put() 方法，第一个自变量是键，第二个自变量是值

•对于 Map 而言，键不会重复，判断键是否重复是根据 hashCode() 与 equals()，所以作为键的对象必须操作 hashCode() 与 equals()。若要指定键取回对应的值，则使用 get() 方法

•如果想要键是有序的，可以使用 TreeMap。如果使用 TreeMap 建立键值对应，则键的部分将会排序，条件是作为键的对象必须操作 Comparable 接口，或者是在创建 TreeMap 时指定操作 Comparator 接口的对象，例如：

import java.util.*;
public class Messages2
{
    public static void main(String[] args)
    {
        Map<String, String> messages = new TreeMap<>();
        messages.put("Justin", "Hello！Justin的信息！");
        messages.put("Monica", "給Monica的悄悄话！");
        messages.put("Irene", "Irene的可爱猫喵喵叫！");
        System.out.println(messages);
    }
}

•Properties类继承自Hashtable，HashTable操作了Map接口，Properties自然也有Map的行为。虽然也可以使用put（）设定键值对应、get（）方法指定键取回值，不过一般常用Properties的setProperty（）指定字符串类型的键值，getProperty（）指定字符串类型的键，取回字符串类型的值，通常称为属性名称与属性值。

•可以使用 Properties 的 load() 方法指定 InputStream 的实例

•如果想取得Map中所有的键，可以调用Map的keySet（）返回Set对象。由于键是不重复的，所以用Set操作返回是理所当然的做法，如果想取得Map中所有的值，则可以使用values（）返回Collection对象。例如：

import java.util.*;
import static java.lang.System.out;
public class MapKeyValue
{
    public static void main(String[] args)
    {
        Map<String, String> map = new HashMap<>();
        map.put("one", "一");
        map.put("two", "二");
        map.put("three", "三");
        out.println("显示鍵");
        map.keySet().forEach(key -> out.println(key));
        out.println("显示值");
        map.values().forEach(key -> out.println(key));
    }
}

•如果想同时取得Map的键与值，可以使用entrySet（）方法，这会返回一个Set对象，每个元素都是Map.Entry实例。可以调用getKey（）取得键，调用getValue（）取得值。

教材学习中的问题和解决过程

本周对之前学习的内容进行了总结，感觉对之前学习的“行为、函数、方法”分不太清，现将这三者的异同总结如下：

方法和函数是一个意思，是某一个对象的一种行为。一般把类里的函数叫方法、服务或操作，主要强调这个类的对象封装了一些属性和方法（变量和函数）并向外提供服务

行为可被接口定义，类可以操作两种以上的行为。

代码调试中的问题和解决过程

本周的代码是按照书上的代码进行练习的，代码运行基本没有什么问题，经过这几周不断地敲代码不断地练习，现在名称打错、标点没注意中英文的情况已经明显少了，但是觉得这周学习的有些代码比较难理解，还需要继续学习。

本周代码托管截图

其他（感悟、思考等，可选）

通过这几周的学习，我越来越真切地感受到实践的重要性，把课本上的内容看懂了之后想要自己编一个程序还是有困难的，所以还是要多敲、多练。

学习进度条

	代码行数（新增/累积）	博客量（新增/累积）	学习时间（新增/累积）
目标	5000行	30篇	400小时
第一周	200/200	2/2	20/20
第二周	300/500	1/3	18/38
第三周	500/1000	1/4	22/60
第四周	300/1300	1/5	30/90
第五周	800/2100	1/6	30/120

参考资料