20145238 —《Java程序设计》—第5周学习总结

20145238 《Java程序设计》第5周学习总结

教材学习内容总结

第八章异常处理

8.1.1使用try、catch
·教材范例用户连续输入整数，输入0结束后显示输入数的平均值(代码如下)

import java.util.Scanner;

public class Average {
    public static void main(String[] args) {
        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);
    }
}

·运行结果如下：

·如果用户不小心将30输入为3o则会出现如下结果

原因是Scanner对象nextInt（）方法将用户输入的下一字符串直接定义为int型，，不符合对象预期，因此本章同学try以及catch代表错误对象后做一些处理。


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("必須輸入整數");
        }
    }
}

·运行结果如下：

若输入30错为3o则运行结果如下：

·若nextInt发生了(InputMismatchException ex)的错误，执行流程就会跳到catch区块，还可继续下一个循环流程：
·运行结果如下：

·若编程过程中出现了“unrepored exception IOException must be Caught or declare to be thrown···”
解决：使用try、catch打包System.in.read（），声明throws java.io.IOException。
·使用

public class Average4 {
    public static void main(String[] args) {
        double sum = 0;
        int count = 0;
        while(true) {
            int number = nextInt();
            if(number == 0) {
                break;
            }
            sum += number;
            count++;
        }
        System.out.printf("平均 %.2f%n", sum / count);
    }

    static Scanner console = new Scanner(System.in);

    static int nextInt() {
        String input = console.next();
        while(!input.matches("\\d*")) {
            System.out.println("請輸入數字");
            input = console.next();
        }
        return Integer.parseInt(input);
    }

}

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

·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();
    }
}

·操作对象异常无法使用try、catch处理时，可由方法的客户端一句当时调用的环节信息进行处理，使用throw声明会抛出的异常类型或父类。

·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。
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。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，例如调用异常对象的printStackTrace()。

public class StackTraceDemo {   
    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();
    }
}

·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！

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();
    }   
}

·如果想要让异常堆栈七点为重抛异常的地方，可以使用fillInstackTrance（）方法:

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();
    }  
}

·何时使用断点？
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。

8.2
FileUtil中通过Scanner搭配FileInputStream来读取文档，实际上Scanner对象有close方法，可以关闭Scanner相关资源与搭配的FileInputSream.断言是判定程序中的某个执行点必然是或不是某个状态，所以不能当作像if之类的判断式来使用，assert不应当作程序执行流程的一部分。

若想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。

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();
    }
}

·若程序撰写先return。而且有finally区块，那么这个区块会先执行，然后再讲返回值返回。

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;
    }
}

·尝试关闭资源语法：想要尝试自动关闭资源的对象，是撰写在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。

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();
    }
}

·尝试关闭资源语法可套用的对象，必须操作java.lang.AutoCloseable接口

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("作一些事");
    }
    @Override
    public void close() throws Exception {
        System.out.println("資源被關閉");
    }
}

·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

import static java.lang.System.out;

public class AutoClosableDemo2 {    
    public static void main(String[] args) {
        try(ResourceSome some = new ResourceSome();
             ResourceOther other = new ResourceOther()) {
            some.doSome();
            other.doOther();
        } catch(Exception ex) {
            ex.printStackTrace();
        }
    }
}

class ResourceSome implements AutoCloseable {
    void doSome() {
        out.println("作一些事");
    }
    @Override
    public void close() throws Exception {
        out.println("資源Some被關閉");
    }
}

class ResourceOther implements AutoCloseable {
    void doOther() {
        out.println("作其它事");
    }
    @Override
    public void close() throws Exception {
        out.println("資源Other被關閉");
    }
}

第九章Collection与Map
9.1
·JavaSE中提供了满足各种需求的API，收集对象的行为，都定义在java.collection中，既能收集对象也能驱逐对象。
·如果手机是具有索引顺序，可以使用数组。
·List是一种Collection，作用是收集对象，并以索引的方式保留手机的对象顺序

import java.util.Arrays;

public class ArrayList<E> {
    private 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;
    }
}

·ArrayListArrayList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。

·LinkedList在操作List接口时，采用了链接（Link）结构。

public class SimpleLinkedList {
    private class Node {
        Node(Object o) {
            this.o = o;
        }
        Object o;
        Node next;
    }
    
    private Node first;

    public void add(Object elem) {
        Node node = new Node(elem);        
        if(first == null) {
            first = node;
        }
        else {
            append(node);
        }
    }

    private void append(Node node) {
        Node last = first;
        while(last.next != null) {
            last = last.next;
        }
        last.next = node;
    }
    
    public int size() {
        int count = 0;
        Node last = first;
        while(last != null) {
            last = last.next;
            count++;
        }
        return count;
    }
    
    public Object get(int index) {
        checkSize(index);
        return findElemOf(index);        
    }

    private void checkSize(int index) throws IndexOutOfBoundsException {
        int size = size();
        if(index >= size) {
            throw new IndexOutOfBoundsException(
                    String.format("Index: %d, Size: %d", index, size));
        }
    }

    private Object findElemOf(int index) {
        int count = 0;
        Node last = first;
        while(count < index) {
            last = last.next;
            count++;
        }
        return last.elem;
    }
}

·在收集过程中若有相同对象，则不再重复收集，如果有这类需求，可以使用Set接口的操作对象。

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);
    }
    
    static Set tokenSet(String line) {
        String[] tokens = line.split(" ");
        return new HashSet(Arrays.asList(tokens));
    }
}

·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。;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。LinkedList不仅操作了List接口，与操作了Queue的行为，所以可以将LinkedList当作队列来使用。

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) {
        // 模擬將請求加入佇列
        for (int i = 1; i < 6; i++) {
            Request request = new Request() {
                public void execute() {
                    System.out.printf("處理資料 %f%n", Math.random());
                }
            };
            requests.offer(request);
        }
    }
    // 處理佇列中的請求
    static void process(Queue requests) {
        while(requests.peek() != null) {
            Request request = (Request) requests.poll();
            request.execute();
        }
    }
}

·运行结果如下：

·使用ArrayDeque来操作容量有限的堆栈：


import java.util.*;
import static java.lang.System.out;

public class Stack {
    private Deque elems = new ArrayDeque();
    private int capacity;
    
    public Stack(int capacity) {
        this.capacity = capacity;
    }
    
    public boolean push(Object elem) {
        if(isFull()) {
            return false;
        }
        return elems.offerLast(elem);
    }

    private boolean isFull() {
        return elems.size() + 1 > capacity;
    }
    
    public Object pop() {
        return elems.pollLast();
    }
    
    public Object peek() {
        return elems.peekLast();
    }
    
    public int size() {
        return elems.size();
    }
    
    public static void main(String[] args) {
        Stack stack = new Stack(5);
        stack.push("Justin");
        stack.push("Monica");
        stack.push("Irene");
        out.println(stack.pop());
        out.println(stack.pop());
        out.println(stack.pop());
    }
}

·运行结果如下：

·队列的前端与尾端进行操作，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；java.util.ArrayDeque操作了Deque接口，可以使用ArrayDeque来操作容量有限的堆栈。泛型语法：类名称旁有角括号<>，这表示此类支持泛型。实际加入的对象是客户端声明的类型

import java.util.Arrays;

public class ArrayList<E> {
    private 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;
    }
}

·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Lambda表达式中使用区块时，如果方法必须有返回值，在区块中就必须使用return。interator()方法提升至新的java.util.Iterable父接口。

·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。

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);
   }
}

·收集对象并进行排序；


import java.util.*;

public class Sort {
    public static void main(String[] args) {
        List numbers = Arrays.asList(10, 2, 3, 1, 9, 15, 4);
        Collections.sort(numbers);
        System.out.println(numbers);
    }
}

·程序运行截图；

·程序2


import java.util.*;

class Account {
    private String name;
    private String number;
    private int balance;

    Account(String name, String number, int balance) {
        this.name = name;
        this.number = number;
        this.balance = balance;
    }

    @Override
    public String toString() {
        return String.format("Account(%s, %s, %d)", name, number, balance);
    } 
}

public class Sort2 {
    public static void main(String[] args) {
        List accounts = Arrays.asList(
                new Account("Justin", "X1234", 1000),
                new Account("Monica", "X5678", 500),
                new Account("Irene", "X2468", 200)
        );
        Collections.sort(accounts);
        System.out.println(accounts);
    }
}

·程序运行结果：

解决方法
1.操作Comparable

import java.util.*;

class Account2 implements Comparable<Account2> {
    private String name;
    private String number;
    private int balance;

    Account2(String name, String number, int balance) {
        this.name = name;
        this.number = number;
        this.balance = balance;
    }

    @Override
    public String toString() {
        return String.format("Account2(%s, %s, %d)", name, number, balance);
    }

    @Override
    public int compareTo(Account2 other) {
        return this.balance - other.balance;
    }
}

public class Sort3 {
    public static void main(String[] args) {
        List accounts = Arrays.asList(
                new Account2("Justin", "X1234", 1000),
                new Account2("Monica", "X5678", 500),
                new Account2("Irene", "X2468", 200)
        );
        Collections.sort(accounts);
        System.out.println(accounts);
    }
}

2.操作Comparator

import java.util.*;

public class Sort4 {
    public static void main(String[] args) {
        List words = Arrays.asList("B", "X", "A", "M", "F", "W", "O");
        Collections.sort(words);
        System.out.println(words);
    }
}

·在java的规范中，与顺序有关的行为，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；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。常用的Map操作类为java.util.HashMap与java.util.TreeMap，其继承自抽象类java.util.AbstractMap。

·Map也支持泛型语法，如使用HashMap的范例：

import java.util.*;
import static java.lang.System.out;

public class Messages 
{
    public static void main(String[] args) 
    {
        Map<String, String> messages = new HashMap<>();
        messages.put("Justin", "Hello！Justin的訊息！");
        messages.put("Monica", "給Monica的悄悄話！");
        messages.put("Irene", "Irene的可愛貓喵喵叫！");

        Scanner console = new Scanner(System.in);
       out.print("取得誰的訊息：");
        String message = messages.get(console.nextLine());
        out.println(message);
        out.println(messages);
    }
}

·如果使用TreeMap建立键值对应，则键的部分则会排序，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。如：

import java.util.*;

public class Messages2 
{
    public static void main(String[] args) 
    {
        Map<String, String> messages = new TreeMap<>(); 
        messages.put("Justin", "Hello！Justin的訊息！");
        messages.put("Monica", "給Monica的悄悄話！");
        messages.put("Irene", "Irene的可愛貓喵喵叫！");
        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。

·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。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("顯示鍵");
        map.keySet().forEach(key -> out.println(key));

        out.println("顯示值");
        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。如：

import java.util.*;

public class MapKeyValue2
{
    public static void main(String[] args) 
    {
        Map<String, String> map = new TreeMap<>();
        map.put("one", "一");
        map.put("two", "二");
        map.put("three", "三");
        foreach(map.entrySet());
    }

    static void foreach(Iterable<Map.Entry<String, String>> iterable)
    {
        for(Map.Entry<String, String> entry: iterable)
        {
            System.out.printf("(鍵 %s, 值 %s)%n", 
                    entry.getKey(), entry.getValue());
        }
    }
}

教材学习中的问题和解决过程

第八章的学习是异常处理，就是我们平时编程过程中会出现的小问题都有了详细的解答。通过本章的学习我知道了使用try、catch语法，JVM会尝试tyr中的代码如果错误便能跳过错误点，比对catch中声明的类型；
并且还了解了很多模块问题出现问题所提示的结果显示，以后的编程中可能会有各种各样的问题，但通过本章的学习了解到了很多问题出现的原因，下次编程若出现，便可以很快地检查对应区域代码，收获颇多。

代码调试中的问题和解决过程

代码调试问题和解决在上个片段以及说明。

其他（感悟、思考等，可选）

前几章大量的敲代码工作让同学们的学习都留于形式，只想着完成作业而对代码的理解少之又少。又认真参考了娄老师积极主动敲代码这篇博客，感觉学好java的方法不是“敲”代码，而是“修改”代码，敲好代码以后如果不理解代码的能，可以通过修改代码来具体体会其真正含义。
进步来源于发现问题和解决问题，如果大家不去主动思考，简单机械的完成作业，那学习便失去了意义。

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