JAVA调试环境及异常处理程序.docx
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JAVA调试环境及异常处理程序
数学与计算科学学院
实验报告
实验项目名称JAVA调试环境及异常处理程序
所属课程名称面向对象技术
实验类型设计型
实验日期2014-4-1
班级信计12-2班
学号
姓名
成绩
一、实验概述：
【实验目的】
1.掌握Java的开发环境及基本知识；
2.掌握Java工程项目的基本建立过程和程序实现；
3.掌握Java程序的实现以及调试运行；
4.掌握Java程序中常见的异常处理；
5.识记类的结构；
6.掌握构造函数的基本形式；
7.掌握方法的基本形式；
8.识记Java类库中常见的异常类；
9.掌握Java类库中类的引用以及程序员自定义类。
【实验原理】
1.Java的工作原理
Java语言引入了Java虚拟机，具有跨平台运行的功能，能够很好地适应各种Web应用。
同时，为了提高Java语言的性能和健壮性，还引入了如垃圾回收机制等新功能，通过这些改进让Java具有其独特的工作原理。
2Applet的基本工作原理：
Applet是一种特殊的Java程序。
作为解释型语言，Java的字节码程序需要一个专门的解释器来执行它。
对于JavaApplication来说，这个解释器是独立的软件。
而对于JavaApplet来说，这个解释器就是Internet网的浏览器软件，或者更确切地，就是兼容JavaApplet的Internet浏览器。
图一：
Applet程序的生命周期和主要方法
2.Java虚拟机
Java虚拟机（Java Virtual Machine，JVM）是软件模拟的计算机，它可以在任何处理器上（无论是在计算机中还是在其他电子设备中）安全兼容地执行保存在.class文件中的字节码。
Java虚拟机的“机器码”保存在.class文件中，有时也可以称之为字节码文件。
Java程序的跨平台特性主要是指字节码文件可以在任何具有Java虚拟机的计算机或者电子设备上运行，Java虚拟机中的Java解释器负责将字节码文件解释成为特定的机器码进行运行。
因此在运行时，Java源程序需要通过编译器编译成为.class文件。
Java虚拟机的建立需要针对不同的软硬件平台来实现，既要考虑处理器的型号，也要考虑操作系统的种类。
由此在SPARC结构、X86结构、MIPS和PPC等嵌入式处理芯片上，在UNIX、Linux、Windows和部分实时操作系统上都可实现Java虚拟机。
3.Java字节码的执行需要经过以下3个步骤：
（1）由类装载器（class loader）负责把类文件（.class文件）加载到Java虚拟机中。
在此过程需要检验该类文件是否符合类文件规范。
（2）字节码校验器（bytecode verifier）检查该类文件的代码中是否存在着某些非法操作，例如Applet程序中写本地计算机文件系统的操作。
（3）如果字节码校验器检验通过，由Java解释器负责把该类文件解释成为机器码进行执行。
【实验环境】
J++6.0
二、实验内容：
【实验方案】
实现对学生相关信息的抽象，实现学生相关信息的输入和输出。
1.建立学生个体的类classstudent，其中包括姓名、学号、年龄。
并在student中用voidsetId（）方法实现学生学号的输入；用voidsetName（）方法实现学生学号的录入；用pubilcStringtoString（）法方将当前的Integer对象封装的int值转化成对应的字符形式。
2.建立主类classAA,并调用pubilcvoidinit（）法方是想输入出界面的处理。
用publicvoidactionPerformed（ActionEvente）法方实现相关信息的界面显示。
【实验过程】（实验步骤、记录、数据、分析）
1.在桌面建立工程文件夹，并命名；
2.启动J++6.0开发软件，点解菜单栏“File—>NewFile”，在弹出的窗口中选择J++工程，并对该工程进行命名，将当前工程保存在上一步建立的文件夹下，点击“打开”；
3.在打开的J++6.0编辑窗口点击保存
按钮，在弹出的窗口中对程序文件进行命名，并且该文件名必须与主类名相同，即AA.java，然后保存在第二部建立的工程文件夹下。
4.接下来就是该工程源程序的编辑：
源代码：
importjava.applet.*;
importjava.awt.*;
importjava.awt.event.*;
publicclassLLLextendsAppletimplementsActionListener
{
Labelpr1,pr2;
TextFieldt1,t2;
Buttonb;
Students;
Stringmsg;
publicvoidinit（）
{
pr1=newLabel（"姓名：
"）;
pr2=newLabel（"学号：
"）;
t1=newTextField（10）;
t2=newTextField（20）;
b=newButton（"确定"）;
b.addActionListener（this）;
add（pr1）;add（t1）;
add（pr2）;add（t2）;
add（b）;
s=newStudent（）;
msg=s.toString（）;
}
publicvoidactionPerformed（ActionEvente）
{
s.setId（Integer.parseInt（t2.getText（）））;
s.setName（String.valueOf（t1.getText（）））;
msg=s.toString（）;
repaint（）;
}
publicvoidpaint（Graphicsg）
{
g.drawString（msg,120,120）;
}
}
classStudent
{
Stringname="某某";
intid=11111111;
intage=0;
voidsetId（intx）
{
id=x;
}
voidsetName（Stringy）
{
name=y;
}
publicStringtoString（）
{
return"姓名:
"+name+"\n"+"学号:
"+id+"\n"+"年龄:
"+age;
}
}
5.以上程序的运行结果显然和现实情况有所不同，比如：
在学生学号栏出入：
-12345，程序也同样输出-12345；而当输入的学号过长，如：
123456789010111213时，程序也无任何反应；同样输入KKKK也没有任何反应。
6.基于上述存在的问题，显然是程序本身不够健壮，即对输入的合法性不能做出相应的判断以及给出相应的提示。
这将会给用户增加困扰。
为此我们在该基础上进行程序优化，解决上述出现的问题。
7.分析上述程序，易知，程序缺少对输入字符进行判断的语句块。
为此：
我们应用Java提供的异常处理进行程序优化，使之具备强壮性。
首先我们应该理解异常及异常抛出。
异常抛出：
指Java程序在运行时如果引发了一个可识别的错误，就会产生一个与该错误相对应的异常类的对象，这个过程被称为异常的抛出。
分析源代码：
publicvoidactionPerformed（ActionEvente）
{
s.setId（Integer.parseInt（t2.getText（）））;
s.setName（String.valueOf（t1.getText（）））;
msg=s.toString（）;
……
｝
发现在学号转化输出语句：
“s.setId（Integer.parseInt（t2.getText（）））;”执行时，会出现字符串转换为数字异常（NumberFormatException）。
为此，利用异常处理对该异常进行处理，将程序改为：
publicvoidactionPerformed（ActionEvente）
{
try
{
s.setId（Integer.parseInt（t2.getText（）））;
s.setName（String.valueOf（t1.getText（）））;
msg=s.toString（）;
}
catch（NumberFormatExceptionee）
{
msg="亲，学号必须是整数哦！
！
";
}
这样程序将会对输入的字符进行相应的处理，带输入的字符长不是纯数字字符串时，将会抛出异常，将由catch捕获，并进行相应的处理。
对于输入如：
-12345或者过长12345678910111213…等等。
由于Java没有提供相应的异常类，我们需要自己定义相应的异常类来进行处理。
程序员定义异常类时，一般需完成如下工作：
1.声明一个新的异常类，使之以Exception类或其他某个已经存在的系统异常类或程序员定义的异常类为父类。
2.为新的异常类定义属性和方法，或重载父类的属性或方法，使这些属性和法方能够体现该类所对应的错误的信息。
为此，我们将重新定义一个异常类：
classAAextendsException
{
}
在定义了该异常类后，将程序中学号输入方法改为：
voidsetId（intx）throwsAA
{
if（10000000{
id=x;
}
elsethrownewAA（）;
}
在以上工作完成后，程序将改为：
publicvoidactionPerformed（ActionEvente）
{
try
{
s.setId（Integer.parseInt（t2.getText（）））;
s.setName（String.valueOf（t1.getText（）））;
msg=s.toString（）;
}
catch（AArr）
{
msg="亲，学号必须是八位正整数哦！
！
";
}
通过应用J++6.0中异常类处理功能，上述程序将具备了一定的强壮性。
能对输入的字符长进行合法性的判断，并做出相应的判断和提示。
注：
J++6.0中，常见的异常类：
算术异常类：
ArithmeticExecption
空指针异常类：
NullPointerException
类型强制转换异常：
ClassCastException
数组负下标异常：
NegativeArrayException
数组下标越界异常：
ArrayIndexOutOfBoundsException
违背安全原则异常：
SecturityException
文件已结束异常：
EOFException
文件未找到异常：
FileNotFoundException
字符串转换为数字异常：
NumberFormatException
操作数据库异常：
SQLException
输入输出异常：
IOException
方法未找到异常：
NoSuchMethodException
【实验结论】（结果）
对程序进行数据测试：
1.登录界面：
2.数据测试（学号为空）
3.数据测试（学号长度不合法）
4.数据测试（学号为负）
5.数据测试（正确输入）
【实验小结】（收获体会）
通过该Java程序的设计，使我明白并且掌握了软件开发的基本过程。
同时也让我对该课程有了更为深入的了解，对于J++6.0的运行环境以及程序编辑、调试、测试的有关步骤有了更加深刻的体会。
最主要的是培养了我对该门课程的兴趣。
如：
对Applet的异常处理，让我明白了一个程序要做到十全十美是基本不可能的事情，我们只能做到更好，永远不能做到最好。
这要求我们对设计一个程序，应该站在用户的角度来审视这个程序的适用性和操作简单性。
三、指导教师评语及成绩：
评语
评语等级
优
良
中
及格
不及格
1.实验报告按时完成,字迹清楚,文字叙述流畅,逻辑性强
2.实验方案设计合理
3.实验过程（实验步骤详细,记录完整,数据合理,分析透彻）
4实验结论正确.
成绩：
指导教师签名：
批阅日期：
附录1：
源程序
源代码：
importjava.applet.*;
importjava.awt.*;
importjava.awt.event.*;
publicclassLLLextendsAppletimplementsActionListener
{
Labelpr1,pr2;
TextFieldt1,t2;
Buttonb;
Students;
Stringmsg;
publicvoidinit（）
{
pr1=newLabel（"姓名：
"）;
pr2=newLabel（"学号：
"）;
t1=newTextField（10）;
t2=newTextField（20）;
b=newButton（"确定"）;
b.addActionListener（this）;
add（pr1）;add（t1）;
add（pr2）;add（t2）;
add（b）;
s=newStudent（）;
msg=s.toString（）;
}
publicvoidactionPerformed（ActionEvente）
{
try
{
s.setId（Integer.parseInt（t2.getText（）））;
s.setName（String.valueOf（t1.getText（）））;
msg=s.toString（）;
}
catch（NumberFormatExceptionee）
{
msg="亲，学号必须是整数哦！
！
";
}
catch（AArr）
{
msg="亲，学号必须是八位正整数哦！
！
";
}
repaint（）;
}
publicvoidpaint（Graphicsg）
{
g.drawString（msg,120,120）;
}
}
classStudent
{
Stringname="某某";
intid=11111111;
intage=0;
voidsetId（intx）throwsAA
{
if（10000000{
id=x;
}
elsethrownewAA（）;
}
voidsetName（Stringy）
{
name=y;
}
publicStringtoString（）
{
return"姓名:
"+name+"\n"+"学号:
"+id+"\n"+"年龄:
"+age;
}
}
classAAextendsException
{
}
附录2：
实验报告填写说明
1．实验项目名称：
要求与实验教学大纲一致.
2．实验目的：
目的要明确，要抓住重点，符合实验教学大纲要求.
3．实验原理：
简要说明本实验项目所涉及的理论知识.
4．实验环境：
实验用的软、硬件环境.
5．实验方案（思路、步骤和方法等）：
这是实验报告极其重要的内容.概括整个实验过程.
对于验证性实验，要写明依据何种原理、操作方法进行实验，要写明需要经过哪几个步骤来实现其操作.对于设计性和综合性实验，在上述内容基础上还应该画出流程图、设计思路和设计方法，再配以相应的文字说明.对于创新性实验，还应注明其创新点、特色.
6．实验过程（实验中涉及的记录、数据、分析）：
写明具体实验方案的具体实施步骤，包括实验过程中的记录、数据和相应的分析.
7．实验结论（结果）：
根据实验过程中得到的结果，做出结论.
8．实验小结：
本次实验心得体会、思考和建议.
9．指导教师评语及成绩：
指导教师依据学生的实际报告内容，给出本次实验报告的评价.
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