第九次實驗

時間 2019-11-10

標籤第九實驗简体版

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實驗九異常、斷言與日誌java

實驗時間 2018-10-25程序員

理論知識：編程

異常:在程序的執行過程當中所發生的異常事件，它中斷指令的正常執行。數組

Java的異常處理機制能夠控制程序從錯誤產生的位置轉移到可以進行錯誤處理的位置。網絡

程序中出現的常見的錯誤和問題有:用戶輸入錯誤；設備錯誤；物理限制；代碼錯誤。app

Java把程序運行時可能遇到的錯誤分爲兩類：非致命異常:經過某種修正後程序還能繼續執行。這類錯誤叫做異常。如：文件不存在、無效的數組下標、空引用、網絡斷開、打印機脫機、磁盤滿等。 Java中提供了一種獨特的處理異常的機制，經過異常來處理程序設計中出現的錯誤。致命異常：程序遇到了很是嚴重的不正常狀態，不能簡單恢復執行，是致命性錯誤。如：內存耗盡、系統內部錯誤等。這種錯誤程序自己沒法解決。less

Java中全部的異常類都直接或間接地繼承於Throwable類。除內置異常類外，程序員可自定義異常類。dom

Java中的異常類可分爲兩大類： Error ：Error類層次結構描述了Java 運行時系統的內部錯誤和資源耗盡錯誤。應用程序不該該捕獲這類異常，也不會拋出這種異常。 Exception類： Exception層次結構又分解爲兩個分支：一個分支派生於 RuntimeException；另外一個分支包含其餘異常。ide

RuntimeException爲運行時異常類，通常是程序錯誤產生。派生於RuntimeException的異常包含下面幾種狀況：錯誤的類型轉換；數組訪問越界；訪問空指針。函數

Java將派生於Error類或RuntimeException類的全部異常稱爲未檢查異常，編譯器容許不對它們作出異常處理。注意：「若是出現RuntimeException異常，就必定是程序員的問題！！！」

程序編碼時異常處理的兩種方式：積極處理方式：確切知道如何處理的異常應該捕獲；消極處理方式：不知道如何去處理的異常聲明拋出。

異常處理的原則：(1) 異常處理不能代替簡單的條件檢測，只在異常狀況下使用異常機制。(2) 程序代碼不要過度細化異常，儘可能將有可能產生異常的語句放在一個try語句塊中。(3) 拋出的異常類型儘量明確。(4) 不要壓制異常，對於不多發生的異常，應該將其關閉。(5) 早拋出，晚捕獲，儘可能讓高層次的方法通告用戶發生了錯誤。

實驗內容：

1、實驗目的與要求

(1) 掌握java異常處理技術；

(2) 瞭解斷言的用法；

(3) 瞭解日誌的用途；

(4) 掌握程序基礎調試技巧；

2、實驗內容和步驟

實驗1：用命令行與IDE兩種環境下編輯調試運行源程序ExceptionDemo一、ExceptionDemo2，結合程序運行結果理解程序，掌握未檢查異常和已檢查異常(語法錯誤）的區別。

//異常示例1

public class ExceptionDemo1 {

public static void main(String args[]) {

int a = 0;

System.out.println(5 / a);

}

//異常示例2

import java.io.*;

public class ExceptionDemo2 {

public static void main(String args[])

{

FileInputStream fis=new FileInputStream("text.txt");//JVM自動生成異常對象

int b;

while((b=fis.read())!=-1)

{

System.out.print(b);

}

fis.close();

}

異常示例一：

修改異常以後：

 1 //異常示例1
 2 public class ExceptionDemo1 {
 3     public static void main(String args[]) {
 4         int a = 0;
 5         if(a==0) {
 6             System.out.println("除數爲零");
 7         }
 8         else {
 9         System.out.println(5 / a);
10     }
11 }
12 }

異常示例二：

修改異常以後：

 1 //異常示例2
 2 import java.io.*;
 3 
 4 public class ExceptionDemo2 {
 5     public static void main(String args[]) throws IOException 
 6      {
 7           FileInputStream fis=new FileInputStream("text.txt");//JVM自動生成異常對象
 8           int b;
 9           while((b=fis.read())!=-1)
10           {
11               System.out.print(b);
12           }
13           fis.close();
14       }
15 
16 }

實驗2：導入如下示例程序，測試程序並進行代碼註釋。

測試程序1：

l 在elipse IDE中編輯、編譯、調試運行教材281頁7-1，結合程序運行結果理解程序；

l 在程序中相關代碼處添加新知識的註釋；

 1 package stackTrace;
 2 
 3 import java.util.*;
 4 
 5 /**
 6  * A program that displays a trace feature of a recursive method call.
 7  * @version 1.01 2004-05-10
 8  * @author Cay Horstmann
 9  */
10 //此程序打印了遞歸階乘函數的堆棧狀況
11 public class StackTraceTest
12 {
13    /**
14     * Computes the factorial of a number
15     * @param n a non-negative integer
16     * @return n! = 1 * 2 * . . . * n
17     */
18    public static int factorial(int n)
19    {
20       System.out.println("factorial(" + n + "):");
21       Throwable t = new Throwable();
22       StackTraceElement[] frames = t.getStackTrace();//使用getStackTrace方法，它會獲得StackTraceElement對象的一個數組，StackTraceElement類含有可以得到文件名和當前執行的代碼行號的方法，同時，還含有可以得到類名和方法名的方法
23       for (StackTraceElement f : frames)
24          System.out.println(f);
25       int r;
26       if (n <= 1) r = 1;
27       else r = n * factorial(n - 1);
28       System.out.println("return " + r);
29       return r;
30    }
31 
32    public static void main(String[] args)
33    {
34       Scanner in = new Scanner(System.in);
35       System.out.print("Enter n: ");
36       int n = in.nextInt();
37       factorial(n);
38    }
39 }

l 掌握Throwable類的堆棧跟蹤方法；

測試程序2：

l Java語言的異常處理有積極處理方法和消極處理兩種方式；

l 下列兩個簡答程序範例給出了兩種異常處理的代碼格式。在elipse IDE中編輯、調試運行源程序ExceptionalTest.java，將程序中的text文件更換爲身份證號.txt，要求將文件內容讀入內容，並在控制檯顯示；

l 掌握兩種異常處理技術的特色。

//積極處理方式　　

import java.io.*;

class ExceptionTest {

public static void main (string args[])

{

try{

FileInputStream fis=new FileInputStream("text.txt");

}

catch（FileNotFoundExcption e）

{ …… }

……

}

//消極處理方式

import java.io.*;

class ExceptionTest {

public static void main (string args[]) throws FileNotFoundExcption

{

FileInputStream fis=new FileInputStream("text.txt");

}

積極處理方式;

 1 //積極處理方式　　
 2 import java.io.*;
 3 import java.io.BufferedReader;
 4 import java.io.FileReader;
 5 
 6 class ExceptionTest {
 7     public static void main (String args[])
 8  {
 9         File fis=new File("身份證號.txt");
10      try{
11          
12 
13          FileReader fr = new FileReader(fis);
14          BufferedReader br = new BufferedReader(fr);
15          try {
16              String s, s2 = new String();
17              while ((s = br.readLine()) != null) {
18                  s2 += s + "\n ";
19              }
20              br.close();
21              System.out.println(s2);
22          } catch (IOException e) {
23              e.printStackTrace();
25          }
26      } catch (FileNotFoundException e) {
28          e.printStackTrace();
29      }
30 
31   }
32 }

消極處理方式：

修改後的代碼：

package yyyy;

//消極處理方式

import java.io.*;
class ExceptionTest {
    public static void main (String args[]) throws  IOException
       {
        File fis=new File("身份證號.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);
       }
}

實驗3: 編程練習

練習1：

l 編制一個程序，將身份證號.txt 中的信息讀入到內存中；

l 按姓名字典序輸出人員信息；

l 查詢最大年齡的人員信息；

l 查詢最小年齡人員信息；

l 輸入你的年齡，查詢身份證號.txt中年齡與你最近人的姓名、身份證號、年齡、性別和出生地；

l 查詢人員中是否有你的同鄉；

 1 package xinxi;
 2 
 3 
 4 
 5 public class Student implements Comparable<Student> {
 6 
 7     private String name;
 8     private String number ;
 9     private String sex ;
10     private int age;
11     private String province;
12    
13     public String getName() {
14         return name;
15     }
16     public void setName(String name) {
17         this.name = name;
18     }
19     public String getnumber() {
20         return number;
21     }
22     public void setnumber(String number) {
23         this.number = number;
24     }
25     public String getsex() {
26         return sex ;
27     }
28     public void setsex(String sex ) {
29         this.sex =sex ;
30     }
31     public int getage() {
32 
33         return age;
34         }
35     public void setage(int age) {
36         this.age= age;
37         }
38 
39     public String getprovince() {
40         return province;
41     }
42     public void setprovince(String province) {
43         this.province=province ;
44     }
45 
46     public int compareTo(Student o) {
47        return this.name.compareTo(o.getName());
48     }
49 
50     public String toString() {
51         return  name+"\t"+sex+"\t"+age+"\t"+number+"\t"+province+"\n";
52     }    
53 }

  1 package xinxi;
  2 
  3 import java.io.BufferedReader;
  4 import java.io.File;
  5 import java.io.FileInputStream;
  6 import java.io.FileNotFoundException;
  7 import java.io.IOException;
  8 import java.io.InputStreamReader;
  9 import java.util.ArrayList;
 10 import java.util.Arrays;
 11 import java.util.Collections;
 12 import java.util.Scanner;
 13 
 14 public class xinxi{
 15     private static ArrayList<Student> studentlist;
 16     public static void main(String[] args) {
 17         studentlist = new ArrayList<>();
 18         @SuppressWarnings("resource")
 19         Scanner scanner = new Scanner(System.in);
 20         File file = new File("F:\\身份證號.txt");
 21         try {
 22             FileInputStream fis = new FileInputStream(file);
 23             @SuppressWarnings("resource")
 24             BufferedReader in = new BufferedReader(new InputStreamReader(fis));
 25             String temp = null;
 26             while ((temp = in.readLine()) != null) {
 27                 
 28                 @SuppressWarnings("resource")
 29                 Scanner linescanner = new Scanner(temp);
 30                 
 31                 linescanner.useDelimiter(" ");    
 32                 String name = linescanner.next();
 33                 String number = linescanner.next();
 34                 String sex = linescanner.next();
 35                 String age = linescanner.next();
 36                 String province =linescanner.nextLine();
 37                 Student student = new Student();
 38                 student.setName(name);
 39                 student.setnumber(number);
 40                 student.setsex(sex);
 41                 int a = Integer.parseInt(age);
 42                 student.setage(a);
 43                 student.setprovince(province);
 44                 studentlist.add(student);
 45 
 46             }
 47         } catch (FileNotFoundException e) {
 48             System.out.println("學生信息文件找不到");
 49             e.printStackTrace();
 50         } catch (IOException e) {
 51             System.out.println("學生信息文件讀取錯誤");
 52             e.printStackTrace();
 53         }
 54         boolean isTrue = true;
 55         while (isTrue) {
 56             System.out.println("輸入序號進行相應的操做");
 57             System.out.println("1.字典排序");
 58             System.out.println("2.輸出年齡最大和年齡最小的人");
 59             System.out.println("3.查找與你年齡相近的人");
 60             System.out.println("4.查找你的同鄉");
 61             String n = scanner.next();
 62             switch (n) {
 63             case "1":
 64                 Collections.sort(studentlist);              
 65                 System.out.println(studentlist.toString());
 66                 break;
 67             case "2":
 68                  int max=0,min=100;
 69                  int j,k1 = 0,k2=0;
 70                  for(int i=1;i<studentlist.size();i++)
 71                  {
 72                      j=studentlist.get(i).getage();
 73                  if(j>max)
 74                  {
 75                      max=j; 
 76                      k1=i;
 77                  }
 78                  if(j<min)
 79                  {
 80                    min=j; 
 81                    k2=i;
 82                  }
 83                  
 84                  }  
 85                  System.out.println("年齡最大："+studentlist.get(k1));
 86                  System.out.println("年齡最小："+studentlist.get(k2));
 87                 break;
 88             case "3":
 89                 System.out.println("年齡：");
 90                 int yourage = scanner.nextInt();
 91                 int near=agenear(yourage);
 92                 @SuppressWarnings("unused") int value=yourage-studentlist.get(near).getage();
 93                 System.out.println("和你年齡相近的是"+studentlist.get(near));
 94                 break;
 95 
 96             case "4":
 97                  System.out.println("輸入你的家鄉");
 98                  String find = scanner.next();        
 99                  String place=find.substring(0,3);
100                  for (int i = 0; i <studentlist.size(); i++) 
101                  {
102                      if(studentlist.get(i).getprovince().substring(1,4).equals(place)) 
103                          System.out.println("你的同鄉是  "+studentlist.get(i));
104                  }             
105                  break;
106 
107             }
108         }
109     }
110         public static int agenear(int age) {      
111         @SuppressWarnings("unused")
112         int j=0,min=53,value=0,k=0;
113          for (int i = 0; i < studentlist.size(); i++)
114          {
115              value=studentlist.get(i).getage()-age;
116              if(value<0) value=-value; 
117              if (value<min) 
118              {
119                 min=value;
120                 k=i;
121              } 
122           }    
123          return k;         
124       
125 
126 }
127 
128 
129 }

在以上程序適當位置加入異常捕獲代碼。

注：如下實驗課後完成

練習2：

l 編寫一個計算器類，能夠完成加、減、乘、除的操做；

l 利用計算機類，設計一個小學生100之內數的四則運算練習程序，由計算機隨機產生10道加減乘除練習題，學生輸入答案，由程序檢查答案是否正確，每道題正確計10分，錯誤不計分，10道題測試結束後給出測試總分；

l 將程序中測試練習題及學生答題結果輸出到文件，文件名爲test.txt；

l 在以上程序適當位置加入異常捕獲代碼。

代碼以下：

 1 package jisuan;
 2 
 3 import java.util.Scanner;
 4 public class JISUAN1 {
 5     public static void main(String[] args) {
 6         
 7         Scanner in = new Scanner(System.in);
 8         
 9         int sum = 0;
10         
11         for (int i = 0; i < 10; i++) {
12 
13             int a = (int) Math.round(Math.random() * 100);
14             int b = (int) Math.round(Math.random() * 100);
15             int d = (int) Math.round(Math.random() * 3);
16             switch (d) {
17             case 0:
18                 if(b!=0) {
19                 System.out.println(a + "/" + b + "=");
20 
21                 int c = in.nextInt();
22                 
23                 if (c == a / b) {
24                     sum += 10;
25                     System.out.println("恭喜答案正確");
26                 } else {
27                     System.out.println("抱歉，答案錯誤");
28                 }
29                 }else {
30                     System.out.println("此表達式錯誤");
31                 }
32                 
33                 break;
34             case 1:
35 
36                 System.out.println(a + "+" + b + "=");
37                 int c0 = in.nextInt();
38                 if (c0 == a + b) {
39                     sum += 10;
40                     System.out.println("恭喜答案正確");
41                 } else {
42                     System.out.println("抱歉，答案錯誤");
43                 }
44                 break;
45             case 2:
46 
47                 System.out.println(a + "-" + b + "=");
48                 int c1 = in.nextInt();
49                 if (c1 == a + b) {
50                     sum += 10;
51                     System.out.println("恭喜答案正確");
52                 } else {
53                     System.out.println("抱歉，答案錯誤");
54                 }
55                 break;
56             case 3:
57 
58                 System.out.println(a + "*" + b + "=");
59                 int c2 = in.nextInt();
60                 if (c2 == a + b) {
61                     sum += 10;
62                     System.out.println("恭喜答案正確");
63                 } else {
64                     System.out.println("抱歉，答案錯誤");
65                 }
66                 break;
67             }
68         }
69         
70         System.out.println("你的得分爲" + sum);
71 
72     }
73 }

實驗4：斷言、日誌、程序調試技巧驗證明驗。

實驗程序1：

//斷言程序示例

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);

}

l 在elipse下調試程序AssertDemo，結合程序運行結果理解程序；

l 註釋語句test1(-5);後從新運行程序，結合程序運行結果理解程序；

l 掌握斷言的使用特色及用法。

 1 //斷言程序示例
 2 package yyyy;
 3 public class AssertDemo {
 4 
 5     public static void main(String[] args) {        
 6 
 7         test1(-5);
 8 
 9         test2(-3);
10 
11     }
12 
13     
14 
15     private static void test1(int a){
16 
17         assert a > 0;//字符串結尾判斷
18         System.out.println(a);
19 
20     }
21 
22     private static void test2(int a){
23 
24        assert a > 0 : "something goes wrong here, a cannot be less than 0";//後面的表達式是一個字符串輸出，若是前面表達式爲假，後面表達式就會輸出顯示。
25 
26         System.out.println(a);
27 
28     }
29 
30 }

實驗程序2：

l 用JDK命令調試運行教材298頁-300頁程序7-2，結合程序運行結果理解程序；

l 並掌握Java日誌系統的用途及用法。

package logging;

import java.awt.*;
import java.awt.event.*;
import java.io.*;
import java.lang.System.Logger;
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();
   }
}