包、接口和异常PPT演示课件

第6章包、接口和异常,主要任务介绍Java中包（package）、接口（interface）和异常处理（exception）的使用方法。,1,本章主要内容,1.包2.接口3.异常处理,2,6.1包,Java要求文件名与类名相同，将多个类放在一起时，要保证类名不能重复。当声明的类很多时，类名就有可能冲突，这就需要一种机制来管理类名，这就是包。包是Java提供的一种区别类名空间的机制，是类的组织方式，一个包对应一个文件夹，包中还可以有包，称为包等级。如同文件夹中可以有子文件夹。在源程序中可以声明类所在的包，就像保存文件时要说明文件保存在哪个文件夹中一样。同一个包中类名不能重复，不同包中可以有相同的类名。当源程序中没有声明类所在的包时，Java将类放在默认包中，即运行编译器的当前文件夹中。这时，不能出现重复的类名。,3,6.1.1Java的系统包,Java提供了大量的类，为便于管理和使用，分为不同的包。包又称类库或API包，所谓API（ApplicationProgramInterface）即应用程序接口。API包方面提供丰富的类与方法供大家使用，如画图形、播放声音等，另一方面又负责和系统软硬件打交道，把用户程序的功能圆满实现。所有JavaAPI包都以“java.”开头，以区别用户创建的包。,4,1java.lang包,java.lang包中包含有以下的主要类：数据类型包装类，对应8个基本数据类型，数据类型包装类也有8个：BigDecimal、BigInteger、Byte、Double、Float、Integer、Long、Short。提供基本数学函数的Math数学类。用于字符串处理的String类和StringBuffer类。System系统类。提供访问系统资源和标准输入输出的方法。Object类。它是Java类层次的根，所有其它的类都是由Object类派生出来的。,5,2java.util包,包含一些低级的实用工具类。这些实用工具类使用方便，而且很重要。主要有：日期Date类、堆栈Stack类、随机数Random类、向量Vector类等。,6,3java.io包,是Java语言的输入输出类库，Java语言的文件操作都是由该类库中的输入输出类来实现的。此外该类库还提供了一些与其它外部设备交换信息的类。java.io包除了包含标准输入、输出类外，还有缓存流、过滤流、管道流和字符串类等。,7,4包,含有访问网上资源的URL类，用于通讯的Sockt类和网络协议子类库等。Java语言是一门适合分布式计算环境的程序设计语言，网络类库正是为此设计的。其核心就是对Internet协议的支持，目前该类库支持多种Internet协议，包括HTTP、Telnet、FTP等等。,8,5java.awt包,提供了创建图形用户界面的全部工具。它包括许多我们熟悉的图形组件（component）类，如窗口、对话框、按钮、复选框、列表、菜单、滚动条和文本区等类；用于管理组件排列的布局管理器Layout类；以及常用的颜色Color类、字体Font类。java.awt.event类库用来处理各种不同类型的事件。,9,6java.applet包,java.applet是所有小应用程序的基础类库。它只包含了一个Applet类，所有小应用程序都是从该类中派生的。,10,7java.security包,包括java.security.acl和erfaces子类库，利用这些类可对Java程序进行加密，设定相应的安全权限等。,11,Java提供的最新内容，如图所示。,12,object类的所有方法和构造方法，如图所示。,13,6.1.2包的引用,1导入包语句在Java程序中是怎样告诉编译器使用哪些包中的类呢？在编写源程序时，如果要使用某个包中的类，要在Java程序的开头添加import语句，指明源程序要使用含有该类的包。如下面的语句：importjava.awt.Graphics;importjava.applet.*;,14,2包的路径,要引入Java包，仅在程序中添加import语句还不够，还要告诉系统，程序运行时到哪里去找Java包。这个功能由环境变量classpath来完成。由于Java使用文件系统来存储包和类，类名就是文件名，包名就是文件夹名，所以进行环境变量的设置就是找到存放包的路径，如“E:j2sdk1.4.2_01lib;”。,15,6.1.3创建自定义包,1自定义包的声明方式要建立自定义包，要使用声明包语句。格式为：声明包语句必须添加在源程序的第一行，表示该文件的全部类都属于这个包。开发人员还可以在不同的文件中使用相同的声明包语句，这样就可将不同文件中的类都包含在相同的包中了，如同将不同的文件放在同一个文件夹中，以后其它类就可以引用这个包中创建好的类了。,16,例6.1在源程序YMD.java中，创建了YMD类，该类具有计算今年的年份，可以输出一个带有年月日的字符串的功能。,packageMypackage;/声明了一个Mypackage包importjava.util.*;/引用java.util包publicclassYMDprivateintyear,month,day;publicstaticvoidmain(Stringarg3),17,publicYMD(inty,intm,intd)year=y;month=(m=1),18,publicstaticintthisyear()returnCalendar.getInstance().get(Calendar.YEAR);/获得当年的年份publicintyear()returnyear;/获得年份publicStringtoString()returnyear+-+month+-+day;/转化为字符串,19,例6.2本程序中，引用了例6.1创建的放入Mypackage包中的YMD类，使用YMD类类中的方法和P3类中的方法，给定某人的出生日期计算出该人年龄，并输出该人姓名，年龄，出生日期。,importMypackage.YMD;/引用Mypackage包中的YMD类publicclassP3privateStringname;privateYMDbirth;publicstaticvoidmain(Stringargs)P3a=newP3(张驰,1990,1,11);a.output();,20,publicP3(Stringn1,YMDd1)name=n1;birth=d1;publicP3(Stringn1,inty,intm,intd)this(n1,newYMD(y,m,d);/初始化变量与对象,21,publicintage()returnYMD.thisyear()-birth.year();/计算年龄publicvoidoutput()System.out.println(姓名:+name);System.out.println(出生日期:+birth.toString();System.out.println(今年年龄:+age();,22,程序运行结果如图所示。,第一个程序声明了自定义包Mypackage，包中存放有YMD类。第二个程序引入了自定义包Mypackage中的类YMD。,23,2设置包的路径,首先在存放源程序的文件夹中使用自定义包名建立一个子文件夹，例如，在“E:java程序”文件夹之中创建一个与包同名的文件夹E:java程序Mypackage，并将编译过的class文件放入该文件夹中。注意：包名与文件夹名大小写要一致。再添加环境变量classpath的路径如下：E:j2sdk1.4.2_01lib;E:java程序,24,3创建包等级,用圆点“.”可以将包名分隔为不同的包等级，即建立不同的文件夹。格式为：如java.awt.image就是一个等级包，反映Java开发系统的层次关系，这个包对应Windows文件系统中的javaawtimage文件夹。如果要修改包名就要修改文件夹名。,25,6.2接口,什么是接口？所谓接口可以看作是没有实现的方法和常量的集合。接口与抽象类相似，接口中的方法只是做了声明，而没有定义任何具体的操作方法。使用接口是为了解决Java语言中不支持多重继承的问题。,26,6.2.1实现系统提供的接口,Java已经创建了许多系统接口，如MouseListener和MouseMotionListener接口，定义了处理鼠标事件的方法，当一个类实现这两个接口后，就可以处理这些鼠标事件。在接口中的方法只有定义没有实现。在接口中定义的变量全部隐含为final和static，表明这些变量不能被实现接口方法的类改变，这些变量还必须设置初值。如果接口为public的，则接口中的方法和变量也全部为public，否则只能被处于同一包中的成员访问。,27,例6.3在类中实现MouseListener和MouseMotionListener两个接口。,importjava.applet.Applet;importjava.awt.*;importjava.awt.event.*;publicclassDrawLextendsAppletimplementsMouseListener,MouseMotionListenerintx1,y1,x2,y2;,28,publicvoidinit()addMouseListener(this);addMouseMotionListener(this);publicvoidpaint(Graphicsg)g.drawL(x1,y1,x2,y2);publicvoidmousePressed(MouseEvente)/记录起点坐标x1=e.getX();y1=e.getY();,29,publicvoidmouseClicked(MouseEvente)publicvoidmouseEntered(MouseEvente)publicvoidmouseExited(MouseEvente)publicvoidmouseReleased(MouseEvente)publicvoidmouseDragged(MouseEvente)/记录终点坐标x2=e.getX();y2=e.getY();repaint();publicvoidmouseMoved(MouseEvente),30,在DrawL类中实现了MouseListener接口中定义的5个方法：,publicvoidmousePressed(MouseEvente)/记录起点坐标x1=e.getX();y1=e.getY();publicvoidmouseClicked(MouseEvente)publicvoidmouseEntered(MouseEvente)publicvoidmouseExited(MouseEvente)publicvoidmouseReleased(MouseEvente),31,实现MouseMotionListener接口的两个方法：,publicvoidmouseDragged(MouseEvente)/记录终点坐标x2=e.getX();y2=e.getY();repaint();publicvoidmouseMoved(MouseEvente),32,6.2.2创建自定义接口,创建自定义接口要使用声明接口语句，格式如下：修饰符/静态常量及方法声明,33,例6.4_1在下面的程序中声明了一个自定义接口Nl。用来计算一个人年龄,interfaceNl/年龄接口intyear=2003;intage();voidoutput();说明：在Nl接口中声明了两个方法：age()和output()以及一个整型常量year。,34,例6.4_2实现接口Nl的例子。,publicclassR1implementsNl/实现年龄接口Stringxm;intcsrq;/类自己的成员变量publicR1(Stringn1,inty)/类构造方法xm=n1;csrq=y;publicintage()/实现接口的方法returnyear-csrq;/这里直接使用了接口的常量year,35,publicvoidoutput()/实现接口的方法System.out.println(this.xm+今年的年龄是+this.age()+岁);publicstaticvoidmain(Stringargs)/类自己的成员方法R1a=newR1(张驰,1990);a.output();,36,程序运行结果如图所示:,37,6.2.3接口的继承关系,1接口的单继承2接口的多重继承,38,例6.5接口的单继承。,interfaceAvoidF1();interfaceBextendsAvoidF2();说明：接口B将继承接口A中的所有变量和方法，这种接口之间的继承称为单继承。接口之间的继承与类的继承一样使用关键字extends。,39,例6.6在类中引用继承的接口的方法。,classMyClassimplementsBvoidF1()voidF2()说明：在这个例子中MyClass实现了接口B，因为接口B继承了接口A，所以接口B实际上还包含了接口A中的方法F1。因此在类MyClass中必须实现接口A中的方法F1和接口B中的方法F2。,40,2接口的多重继承,在Java语言中，不支持类的多重继承。但是支持接口的多重继承，其语法格式如下：interface接口名extends接口名1,接口名2,可见接口的多重继承只是在单继承的基础上再加上几个接口，并把这些接口用逗号分隔开。,41,6.3异常处理,本节介绍Java的异常处理机制。异常是用来处理程序错误的有效机制，以往需要由程序员完成的程序出错情况判别，在Java中改为由系统承担。通过系统抛出的异常，程序可以很容易地捕获并处理发生的异常情况。,42,6.3.1什么是错误与异常,根据错误的性质将运行错误分为两种类型：1致命性错误2异常,43,6.3.2异常发生的原因,异常发生的原因有以下三种：1Java虚拟机检测到了非正常的执行状态2Java程序代码中的throw语句被执行。3异步异常发生。,44,6.3.3异常处理机制,Java提供了异常处理机制来处理异常。分为两个步骤：1抛出异常Java是这样规定的：当语义限制被违反时，将会抛出（throw）异常，即产生一个异常事件，生成一个异常对象，并把它提交给运行系统，再由运行系统寻找相应的代码来处理异常。一个异常对象可以由Java虚拟机来产生，也可以由运行的方法生成。异常对象中包含了异常事件类型、程序运行状态等必要信息。2捕获异常异常抛出后，运行时系统从生成异常对象的代码开始，沿方法的调用栈进行查找，直到找到包含相应处理的方法代码，并把异常对象交给该方法为止，这个过程称为捕获（catch）异常。,45,6.3.4异常对象类型,Java中的异常类具有层次结构组织。如图所示。,46,1.Exception异常类的子类,（1）RuntimeException运行时异常类（2）NoSuchMethodException方法未找到异常（3）java.awt.AWTException图形界面异常类（4）java.io.TOException输入输出异常类（5）Exception异常类的其它子类,47,（1）RuntimeException类主要包括以下异常子类：,ArithmeticException算术异常类：表示遇到了异常的算术问题，例如被0整除。ArrayStoreException数组下标越界异常类：试图把与数组类型不相符的值存人数组。ClassCastException类型强制转换异常类：试图把一个对象的引用强制转换为不合适的类型。IndexOutOfBoundsException下标越界异常类：下标越界。NullPointerException空指针异常类：试图使用一个空的对象引用。SecurityException违背安全原则异常类：检测到了违反安全的行为。,48,java.io.TOException类的子类有：,IOException：申请I/O操作没有正常完成。EOFException：在输入操作正常结束前遇到了文件结束符。FileNotFoundException：在文件系统中，没有找到由文件名字符串指定的文件。,49,Exception异常类的其它子类:,EmptyStackException：试图访问一个空堆栈中的元素。NoSuchFieldException：试图访问一个不存在的域。NoSuchMethodException：试图访问不存在的方法。ClassNotFoundException：具有指定名字的类或接口没有被发现。CloneNotSupportedException：克隆一个没有实现Cloneable接口的类。IllegalAccessException：试图用给出了完整的路径信息的字符串加载一个类。InstantiationException：试图使用Class的newInstance方法创建一个对象实例。InterruptedException：当前的线程正在等待，而另一个线程使用了Thread的interrupt方法中断了当前线程。,50,2Error错误类的子类,(1)VirtualMachineError虚拟机错误OutOfMemoryError内存溢出错误StackOverflowError栈溢出错误(2)LinkageError链接错误NoClassDefNotFoundError类定义未找到错误(3)java.awt.AWTError图形界面错误,51,6.3.5异常的处理,异常处理语句格式为：try/被监视的代码段，一旦发生异常，则交由其后的catch代码段处理catch(异常类型e)/要处理的第一种异常catch(异常类型e)/要处理的第二种异常finally/最终处理,52,例6.7使用trycatch语句处理异常的过程。运行结果如图所示:,53,publicclassTC1publicstaticvoidmain(Stringarg3)System.out.println(这是一个异常处理的例子n);tryinti=10;i/=0;catch(ArithmeticExceptione)System.out.println(异常是：+e.getMessage();finallySystem.out.println(finally语句被执行);,54,例6.8catch语句中声明的异常类型不匹配的情况。,publicclassTC2publicstaticvoidmain(Stringargs)System.out.println(“这是一个异常处理的例子n”);tryinti=10;i/=0;catch(IndexOutOfBoundsExceptione)System.out.println(异常是：+e.getMessage();finallySystem.out.println(finally语句被执行);,55,例6.9多个catch子句的异常处理。运行结果如图所示。,56,publicclassTC3publicstaticvoidmain(Stringargs)tryinta=args.length;System.out.println(na=+a);intb=42/a;intc=1;c42=99;,57,catch(ArithmeticExceptione)System.out.println(发生了被0除：+e);catch(ArrayIndexOutOfBoundsExceptione)System.out.println(数组下标越界：+e);,58,6.3.6throw语句,throw语句格式为：;程序会在throw语句处立即终止，转向trycatch寻找异常处理方法，不再执行throw后面的语句。下面的例子中使用了throw语句主动抛出一个异常。,59,例6.10throw语句的使用,运行结果如图所示。,60,publicclassTC5staticvoidthrowProcess()trythrownewNullPointerException(空指针异常);catch(NullPointerExceptione)System.out.println(n在throwProcess方法中捕获一个+e.getMassage();throwe;,61,publicstaticvoidmain(Stringargs)trythrowProcess();catch(NullPointerExceptione)System.out.println(再次捕获：+e);,62,6.3.7throws子句,throws用来表明一个方法中可能抛出的各种异常，并说明该方法会抛出异常但不捕获的异常。如果想明确抛出一个RuntimeException或自定义异常类，就必须在方法的声明语句中用throws子句来表明它的类型，以便通知调用其它方法准备捕获它，这种情况一般需要两个方法来分别处理抛出异常和处理异常。,63,1抛出异常的方法,在抛出异常的方法中要使用throws子句，throws子句的格式为：,64,2调用方法处理异常,下面的例子声明了mathod方法抛出异常IllegalAccessException，并且不在mathod中捕获它，而在调用mathod的main方法里捕获它。,65,例6.11throws语句的使用，运行结果如图所示。,66,classTC6staticvoidmathod()throwsIllegalAccessExceptionSystem.out.println(n在mathod中抛出一个异常);thrownewIllegalAccessException();publicstaticvoidmain(Stringargs)trymathod();catch(IllegalAccessExceptione)System.out.println(在main中捕获异常：+e);,67,3由方法抛出异常交系统处理,对于程序中需要处理的异常，一般编写try-catch-finally语句捕获并处理；而对于程序中无法处理必须由系统处理的异常，可以使用throws语句在方法中抛出异常交由系统处理。如下面的程序代码，就是将捕获异常交由系统处理。编译将没有问题，但执行程序时，如果该文件在当前目录中不存在，将由系统自动给出异常报告。,68,6.3.8finally语句,当一个异常被抛出时，程序的执行就不再是连续的了，会跳过某些语句，甚至会由于没有与之匹配的catch子句而过早地返回。有时要确保一段代码不管发生什么异常都能被执行是必要的，finally子句就是用来标识这样一段代码的。即使没有catch子句，finally语句块也会在执行了try语句块后立即被执行。每个try语句至少都要有一个与之相配的catch或finally子句。从一个方法返回到调用它的另外一个方法，或者是通过return语句，或者是通过一个没有被捕获的异常，但finally子句总是在返回前执行。,69,例6.12finally子句的使用，运行结果如图所示。,70,classTC7staticvoidmathodA()trySystem.out.println(nmathodA抛出一个异常);thrownewRuntimeException();finallySystem.out.println(执行mathodA的finally);staticvoidmathodB()try,71,System.out.println(mathodB正常返回);return;finallySystem.out.println(执行mathodB的finally);publicstaticvoidmain(Stringargs)trymathodA();catch(Exceptione)mathodB();,72,6.3.9编译时对异常情况的检查,1可检测的异常在编译时，编译器分析哪些方法会产生可检测的异常，然后检查方法中的可检测异常的处理部分。如果方法中没有异常处理部分，就要在方法的throws子句说明该方法会抛出但不捕获的异常，以告知调用它的其它方法，即将异常上交给调用者处理。例如，类Thread的方法sleep定义如下：publicstaticvoidsleep(longmillis)throwsInterruptedException,73,2不可检测的异常（运行时异常类）,不可检测的异常类是RuntimeException及其子类、Error及其子类，其它的异常类则是可检测的类。标准JavaAPI定义了许多异常类，既包括可检测的，也包括不可检测的。由程序员定义的异常类也可以包含可检测类和不可检测类。,74,6.3.10创建自己的异常类,自定义异常类型是从Exception类中派生的，所以要使用下面的声明语句来创建：,75,例6.13创建自定义异常。运行结果如图所示。,76,classMyExceptionextendsExceptionprivateintx;MyException(inta)x=a;publicStringtoString()returnMyException;publicclassTC8staticvoidmathod(inta)throwsMyException/声明方法会抛出MyExceptionSystem.out.println(t此处引用mathod(+a+);if(a10)thrownewMyException(a);/主动抛出MyExceptionSystem.out.println(正常返回);,77,publicstaticvoidmain(Stringargs)trySystem.out.println(n进入监控区，执行可能发生异常的程序段);mathod(8);mathod(20);mathod(6);catch