人工智能时代Java项目实战 课件 5-项目五-设计异常处理程序

人工智能时代Java项目实战项目五设计异常处理程序·实现家庭用户类的系统自动异常处理·实现家庭收入类的基本异常处理·实现家庭支出类的扩展异常处理·实现家庭收支类的异常抛出与捕获·实现家庭成员类的自定义异常处理刘丹

任务描述上海御恒信息科技公司接到一家家务管理公司的项目订单，要求实现家庭用户类的系统自动异常处理。公司刚招聘了一名程序员小张，软件开发部经理要求他尽快熟悉在主类中架构系统自动异常处理模块，并能完成搭建项目的整体架构，小张按照经理的要求开始做以下的任务分析。任务一实现家庭用户类的系统自动异常处理实现家庭用户类的系统自动异常处理首先要导入输入输出包java.io，其次在类中要声明私有变量和对象、封装公共输入方法、处理算法的方法、输出方法，然后要在类中的main()方法中封装try-多个catch语句块来处理不同的系统异常，最后要调用不同的异常方法测试是否能输出相对应的系统异常消息。

任务分析任务一

实现家庭用户类的系统自动异常处理第一步：新建自定义包project05.task01、导入系统包、封装家庭用户类FamilyUser。

任务实施任务一

实现家庭用户类的系统自动异常处理第二步：在类中声明私有实例变量和键盘输入类对象sc。

任务实施任务一

实现家庭用户类的系统自动异常处理

任务实施任务一

实现家庭用户类的系统自动异常处理第三步：在类中用公共实例方法或构造方法为私有实例变量初始化。

任务实施任务一

实现家庭用户类的系统自动异常处理第四步：在类中用多个公共实例方法实现不同的算法，这些算法会产生不同的异常。

任务实施第五步：在类中用公有实例方法在控制台输出结果。任务一

实现家庭用户类的系统自动异常处理

任务实施第六步：通过主方法main()在控制台界面测试不同的异常输出。任务一

实现家庭用户类的系统自动异常处理

任务实施第七步：将以上类放入包project05.task01中进行调试，

得到如下结果：任务一

实现家庭用户类的系统自动异常处理1、try-多catch语句模块可以检查多种不同的系统异常。2、ArithmeticException是算术异常类。3、ArrayIndexOutOfBoundsException是数组下标越界类。4、NumberFormatException是数字格式异常类。5、Exception是能自动显示相应异常的类，是其他异常的超类。6、在main()方法中封装try-多catch语句模块、在main()方法后加throwsIOException子句。7、在try-多catch语句模块中封装可能发生异常的算法。8、在catch后为可能发生的系统异常类新建引用。9、在catch下面用错误输出语句System.err.println()调用异常类对象的getMessage()方法显

示异常消息。

任务小结任务一

实现家庭用户类的系统自动异常处理1、在Java中，ArithmeticException是一个特殊的运行时异常，它表示在执行算术运算时出现了错误。当算术运算的执行结果超出了可以表示的范围，或者使用了无效的算术操作（例如除以零）时，就会抛出`ArithmeticException`。这个异常通常发生在尝试执行非法数学运算时，例如：intresult=10/0;//这将抛出ArithmeticException，因为除以零是无效的，要处理这种异常，你可以使用try-catch语句来捕获并处理它：

在这个例子中，当`ArithmeticException`被抛出时，程序会跳到catch块并打印出一条错误消息。

任务拓展任务一

实现家庭用户类的系统自动异常处理2、`ArrayIndexOutOfBoundsException`是Java中的一个常见运行时异常，表示在访问数组时下标超出了其有效的范围。例如，考虑以下代码：

上述代码试图访问数组`arr`的第11个元素（索引为10），但数组`arr`只有5个元素（索引从0到4）。因此，这将抛出`ArrayIndexOutOfBoundsException`。要避免此异常，您需要确保访问数组的索引不超过其长度减1，并且不会小于0。在某些情况下，可以使用`Arrays.copyOfRange()`等方法来复制子数组或通过在迭代过程中增加检查来避免超出范围的访问。

任务拓展任务一

实现家庭用户类的系统自动异常处理3、在Java语言中，`NumberFormatException`是`java.lang`包中的一个类，属于`java.util`包中的`Exception`类。这个异常通常在试图将一个无法解析为数字的字符串转换为数字（例如整数或浮点数）时抛出。例如，以下的代码将会抛出`NumberFormatException`：

在这个例子中，字符串"abc"无法被解析为一个整数，因此`Integer.parseInt()`方法会抛出`NumberFormatException`。对于这种异常，一般推荐的处理方式是使用try-catch语句进行捕获并处理。

任务拓展任务一

实现家庭用户类的系统自动异常处理4、在Java语言中，Exception类是一个重要的类，它是所有异常类的基类。异常是程序运行过程中出现的问题或错误。在Java中，异常可以分为两类：受检查异常（CheckedExceptions）和运行时异常（RuntimeExceptions）。（1）受检查异常（CheckedExceptions）：这类异常通常是由程序员的错误（如除以零或文件找不到）引起的。Java编译器会强制要求程序员处理这些异常，也就是说，如果一个方法可能会抛出受检查异常，那么这个方法要么需要使用throws关键字声明，要么需要在方法体中使用`try-catch`块来处理这个异常。例如：

任务拓展任务一

实现家庭用户类的系统自动异常处理（2）运行时异常（RuntimeExceptions）：这类异常通常是程序逻辑错误的结果，比如空指针引用。与受检查异常不同，Java编译器不会强制要求程序员处理运行时异常。但是，明智的做法通常是处理这些异常，因为它们通常表示程序中的错误。例如：

任务拓展任务一

实现家庭用户类的系统自动异常处理5、在Java中，可以使用`try-catch`块来处理异常。`try`块包含可能会抛出异常的代码，而`catch`块包含处理这些异常的代码。例如：

任务拓展任务一

实现家庭用户类的系统自动异常处理1、请问如何检查多种不同的系统异常？2、ArithmeticException类的功能是什么？3、ArrayIndexOutOfBoundsException类的功能是什么？4、NumberFormatException类的功能是什么？5、Exception类的功能是什么？6、如何显示异常消息？

任务思考任务一

实现家庭用户类的系统自动异常处理上海御恒信息科技公司接到一家家务管理公司的项目订单，要求实现家庭收入类的基本异常处理。公司刚招聘了一名程序员小张，软件开发部经理要求他尽快熟悉在主类的实例方法中架构基本异常处理模块，并能搭建项目的整体架构，小张按照经理的要求开始做以下的任务分析。

任务描述任务二实现家庭收入类的基本异常处理实现家庭收入类的基本异常处理首先要导入输入输出包java.io、基本工具包java.util和扩展GUI包javax.swing，其次在类中声明私有变量和对象、封装公共输入方法时同步加入try-catch块、处理算法的方法、输出方法，然后要在类中的main()方法中封装try-多个catch语句块来处理基本异常，最后在main()方法中调用包含异常处理的输入方法来测试是否能抛出相对应的基本异常消息。

任务分析任务二

实现家庭收入类的基本异常处理

任务实施第一步：新建自定义包project05.task02、导入java.io、java.util、javax.swing包、封装家庭收入类FamilyIn。任务二

实现家庭收入类的基本异常处理第二步：在类中声明5个私有实例变量。

任务实施任务二

实现家庭收入类的基本异常处理

任务实施第三步：在类中的公共实例输入方法中封装try-catch块。任务二

实现家庭收入类的基本异常处理

任务实施第四步：在类中用公共实例方法实现判断收入情况的算法。任务二

实现家庭收入类的基本异常处理

任务实施第五步：在类中用带有字符串类型的公有实例方法或对话框方法返回家庭收入情况。任务二

实现家庭收入类的基本异常处理

任务实施第六步：通过主方法main()调用输入方法、在控制台界面测试不同的异常消息输出。

任务二

实现家庭收入类的基本异常处理

任务实施第七步：将以上类放入包project05.task02中进行调试，

得到如下异常消息：

任务二

实现家庭收入类的基本异常处理1、在方法中嵌套try-catch块表示该方法可能会发生异常。2、异常类对象的getMessage()方法显示简要异常消息。3、异常类对象的toString()方法显示详细异常消息。4、异常类对象的printStackTrace()方法显示详细跟踪信息。

任务小结任务二

实现家庭收入类的基本异常处理1、异常类对象的getMessage()方法与toString()方法：

在Java中，getMessage()和toString()方法都是异常处理中的常见方法，它们都用于获取有关异常的信息，但它们之间存在一些重要的区别。（1）用途：getMessage():此方法主要用于获取异常的详细消息字符串。这通常是异常发生时捕获的错误信息，以便程序员或开发者更好地理解发生了什么错误。toString():此方法不仅返回异常的详细消息，还返回异常的类名。通常，它会返回一个字符串，其中包含有关异常的类型和消息的信息，使输出更具可读性。（2）返回值：getMessage():返回一个字符串，表示与该异常关联的消息。toString():返回一个字符串，其中包含异常的完整描述，包括类名和消息。（3）复杂度：getMessage():直接返回异常消息，所以它的复杂度是O(1)。toString():由于需要返回异常的完整描述，包括类名和消息，所以它的复杂度可能是O(n)，其中n是异常类型和消息的长度。

任务拓展任务二

实现家庭收入类的基本异常处理2、getMessage()方法与toString()方法示例：

在上面的示例中，getMessage()只返回了与异常关联的消息“/byzero”，而toString()返回了更完整的描述“java.lang.ArithmeticException:/byzero”。

任务拓展任务二

实现家庭收入类的基本异常处理3、异常类对象的printStackTrace()方法：

printStackTrace()是Java中Throwable类的一个方法，它是所有异常和错误类的成员。这个方法主要用于在标准错误流（通常是控制台）上打印当前线程的堆栈跟踪。这对于调试和错误诊断非常有用，因为它可以提供异常发生的环境和上下文信息。当你调用一个异常对象的printStackTrace()方法时，它会输出类似以下的堆栈跟踪信息：

java.lang.Exception:Anexceptionoccurred

atcom.example.MyClass.myMethod(MyClass.java:20)

atcom.example.AnotherClass.anotherMethod(AnotherClass.java:50)

这告诉我们异常发生在MyClass.myMethod方法中（具体是第20行），而该方法是由AnotherClass.anotherMethod调用的。通过这种方式，printStackTrace()提供了一种追踪程序执行路径和查找异常源头的方法。

任务拓展任务二

实现家庭收入类的基本异常处理1、请问异常类对象的getMessage()方法与toString()方法有何区别？2、请问异常类对象的printStackTrace()方法能提供何种异常消息？

任务思考任务二

实现家庭收入类的基本异常处理

任务描述上海御恒信息科技公司接到一家家务管理公司的项目订单，要求实现家庭支出类的扩展异常处理。公司刚招聘了一名程序员小张，软件开发部经理要求他尽快熟悉在主类的输入方法中架构扩展异常处理模块try-多catch-finally，并能搭建项目的整体架构，小张按照经理的要求开始做以下的任务分析。任务三实现家庭支出类的扩展异常处理实现家庭支出类的扩展异常处理首先要导入系统输入输出包,基本工具包，扩展GUI包，其次在类中声明私有变量和缓冲阅读器对象、封装公共输入方法时同步加入try-多catch-finally模块、处理算法的方法、输出方法，最后要在类中的main()方法中调用包含扩展异常处理模块的方法来测试是否能抛出相对应的异常消息。

任务分析任务三

实现家庭支出类的扩展异常处理第一步：新建自定义包project05.task03、导入系统包、封装家庭支出类FamilyOut。

任务实施任务三

实现家庭支出类的扩展异常处理第二步：在类中声明私有实例变量和缓冲阅读器对象。

任务实施任务三

实现家庭支出类的扩展异常处理第三步：在类中封装公共输入方法时同步加入try-多catch-finally模块。

任务实施任务三

实现家庭支出类的扩展异常处理第三步：

任务实施任务三

实现家庭支出类的扩展异常处理第四步：在类中用公共实例方法实现算法。

任务实施任务三

实现家庭支出类的扩展异常处理第五步：在类中用公有实例方法在控制台输出结果。

任务实施任务三

实现家庭支出类的扩展异常处理第六步：在主方法main()中调用包含异常处理的方法来测试不同的异常。

任务实施任务三

实现家庭支出类的扩展异常处理第七步：将以上类放入包project05.task03中进行调试，

得到如下结果：

任务实施任务三

实现家庭支出类的扩展异常处理1、在需要输入数字的情况下输入了非数字则会调用NumberFormatException。2、finally后的输出语句不管有无异常均会执行。3、InputMismatchException是输入不匹配异常类。4、IOException是输入输出异常类。

任务小结任务三

实现家庭支出类的扩展异常处理1、在Java的异常处理中，finally块的作用主要体现在以下几个方面：（1）资源清理：无论try块中的代码是否抛出异常，finally块中的代码都会被执行。这对于那些需要清理的资源（如打开的文件、网络连接、数据库连接等）是必要的。即使发生了异常，这些资源也需要在程序结束之前被适当地关闭和释放。（2）确保代码执行：有些情况下，你可能需要在程序结束之前执行一些重要的操作，无论是否发生了异常。使用finally块可以确保这些代码总是被执行。（3）异常处理：在finally块中，你可以处理在try块中发生的异常。这在某些情况下是很有用的，例如，你可能希望在抛出异常时执行特定的操作，或者在发生异常时记录额外的信息。

总的来说，finally块在Java的异常处理中是一个非常重要的部分，它帮助我们管理资源，确保某些代码总是被执行，以及提供额外的异常处理机制。

任务拓展任务三

实现家庭支出类的扩展异常处理2、InputMismatchException是Java中的一个异常类，它属于java.util包。这个异常通常在Java的Scanner类中抛出，当Scanner试图读取的数据类型与所期望的数据类型不匹配时，就会抛出这个异常。例如，如果你尝试从Scanner读取一个整数，但用户输入的是一个字符串或小数，那么就会抛出InputMismatchException。下面是一个简单的例子：

为了避免这种异常，你可以在读取输入之前检查其类型，或者使用异常处理来捕获并处理这种异常。

任务拓展任务三

实现家庭支出类的扩展异常处理1、在需要输入数字的情况下输入了非数字会触发何种异常？2、finally后的语句是否是不管有无异常均会执行。3、InputMismatchException是输入不匹配异常类。4、IOException用来处理何种异常的？

任务思考任务三

实现家庭支出类的扩展异常处理上海御恒信息科技公司接到一家家务管理公司的项目订单，要求实现家庭收支类的异常抛出与捕获。公司刚招聘了一名程序员小张，软件开发部经理要求他尽快熟悉在主类的处理方法中抛出异常，并能在判断方法中捕获异常，小张按照经理的要求开始做以下的任务分析。任务描述任务四实现家庭收支类的异常抛出与捕获实现家庭收支类的异常抛出与捕获首先要导入系统包、封装家庭收支类FamilyMoney，其次在类中声明私有实例变量和私有静态家庭收支类对象、在类中用公共实例方法为私有实例变量初始化、在类中用多个能抛出异常的实例方法实现算法、在判断方法中捕获异常、在类中用公有实例方法在控制台输出结果，最后要在主方法main()中调用包含异常处理的方法来测试不同的异常。任务分析任务四

实现家庭收支类的异常抛出与捕获任务实施任务四

实现家庭收支类的异常抛出与捕获第一步：新建自定义包project05.task04、导入系统包、封装家庭收支类FamilyMoney。任务实施任务四

实现家庭收支类的异常抛出与捕获第二步：在类中声明私有实例变量和私有静态家庭收支类对象。任务实施任务四

实现家庭收支类的异常抛出与捕获第三步：在类中用公共实例方法为私有实例变量初始化。任务实施任务四

实现家庭收支类的异常抛出与捕获第四步：在类中用多个能抛出异常的实例方法来实现算法并在判断方法中捕获异常。任务实施任务四

实现家庭收支类的异常抛出与捕获第四步：在类中用多个能抛出异常的实例方法来实现算法并在判断方法中捕获异常。任务实施任务四

实现家庭收支类的异常抛出与捕获第五步：在类中用公有实例方法在控制台输出结果。任务实施任务四

实现家庭收支类的异常抛出与捕获第六步：在主方法main()中调用包含异常处理的方法来测试不同的异常。任务实施任务四

实现家庭收支类的异常抛出与捕获第七步：将以上类放入包project05.task04中进行调试，

得到下图结果：任务小结1、throws子句要和throw子句配合使用。2、throwsException写在方法后表示该方法可能发生Exception异常。3、thrownewException(“具体异常消息”);表示会抛出指定的异常类消息。4、try-catch(Exceptionex){}模块表示要捕获指定的异常消息。任务四

实现家庭收支类的异常抛出与捕获1、throws子句

在Java中，throws子句用于声明一个方法可能抛出的异常。当一个方法可能会抛出异常，但该异常没有被该方法的代码块捕获时，可以使用throws子句声明该异常。这样做的目的是让调用该方法的代码能够正确处理异常。以下是一个示例，展示了如何使用throws子句：

任务拓展任务四

实现家庭收支类的异常抛出与捕获1、throws子句

在上面的示例中，divide方法可能会抛出Exception异常。由于这个异常没有被该方法的代码块捕获，所以我们在方法声明中使用throws子句声明该异常。这样，当调用divide方法的代码块中没有处理该异常时，就会导致编译错误。在上面的示例中，我们在调用divide方法的代码块中使用了try-catch语句来捕获并处理该异常。

任务拓展任务四

实现家庭收支类的异常抛出与捕获2、throw子句：

在编程中，"throw"是一个关键字，用于引发（或“抛出”）异常。异常是程序运行过程中出现的问题或错误，例如除以零或尝试访问不存在的数组索引。当程序中出现异常情况时，可以使用"throw"语句来抛出一个异常对象。这个异常对象可以包含有关异常的详细信息，例如错误消息和堆栈跟踪。下面是一个简单的Java示例，演示如何使用"throw"语句抛出一个异常：

任务拓展任务四

实现家庭收支类的异常抛出与捕获2、这个例子中的代码试图访问一个长度为5的整数数组的第11个元素（索引为10），但是这个索引超出了数组的范围。这会导致数组越界异常（ArrayIndexOutOfBoundsException）。为了演示"throw"语句，我们可以修改代码如下：

在这个修改后的例子中，我们使用try-catch块来捕获原始的数组越界异常（ArrayIndexOutOfBoundsException）。在catch块中，我们使用"throw语句抛出一个新的运行时异常（RuntimeException），并附带了原始异常作为其原因（使用e参数传递）。这允许我们提供一个更详细的错误消息和堆栈跟踪信息，以帮助诊断问题。

任务拓展任务四

实现家庭收支类的异常抛出与捕获1、请问throws子句可以单独使用吗？2、请问throw后面一般跟什么对象？3、请问try-catch块中捕获的异常引用需要和throw后的异常对

象相对应吗？任务思考任务四

实现家庭收支类的异常抛出与捕获上海御恒信息科技公司接到一家家务管理公司的项目订单，要求能实现家庭成员类的自定义异常处理。公司刚招聘了一名程序员小张，软件开发部经理要求他尽快熟悉在辅助类中封装异常处理，并能在主类中调用辅助类的异常方法，小张按照经理的要求开始做以下的任务分析。任务描述任务五

实现家庭成员类的自定义异常处理实现薪水计算功能首先要设计接口和多态的类图，其次要设计接口Employee、在其中封装常量（基本工资wage）和计算薪水的抽象方法getSalary()，然后设计接口Employee的子类Manager、在其中封装私有变量津贴allowance、实现接口的抽象方法getSalary()，接着设计MainWindow类、在其中封装整个窗口界面的算法，最后通过MainProg主类调用MainWindow显示界面并实现所有算法。任务分析任务五

实现家庭成员类的自定义异常处理任务实施任务五

实现家庭成员类的自定义异常处理第一步：新建自定义包project05.task05，在包中封装辅助类MyException并从超类Exception继承。任务实施任务五

实现家庭成员类的自定义异常处理第二步：在包project05.task05中封装辅助类MyImmException并从超类InputMismatchException继承。任务实施任务五

实现家庭成员类的自定义异常处理第三步：在包project05.task05中封装辅助类MyNfException并从超类NumberFormatException继承。任务实施任务五

实现家庭成员类的自定义异常处理第四步：封装主类（家庭用户类FamilyMember）、在主类中封装私有变量、公共实例方法、分别在输入、判断方法中抛出异常并由上面三个异常类来捕获，最后在主方法main()中封装try-catch块来调用包含异常处理的方法，从而可以测试不同的异常。任务实施任务五

实现家庭成员类的自定义异常处理第四步：任务实施任务五

实现家庭成员类的自定义异常处理第四步：任务实施任务五

实现家庭成员类的自定义异常处理第四步：任务实施任务五

实现家庭成员类的自定义异常处理第四步：任务实施任务五

实现家庭成员类的自定义异常处理第五步：将以上类放入包project05.task05中进行调试，

得到如下结果：任务小结1、封装辅助类MyException并从超类Exception继承。2、封装辅助类MyImmException并从超类InputMismatchException继承。3、封装辅助类MyNfException并从超类NumberFormatException继承。4、封装主类并在主方法main()中通过try-catch块来抛出并捕获异常。任务五

实现家庭成员类的自定义异常处理在Java中，你可以通过以下方式自定义异常：1、创建一个新的类来继承Exception或其子类：这是最常见的方式，可以通过创建一个新类继承自现有的异常类，并为其提供特定的信息，如下例所示：

任务拓展任务五

实现家庭成员类的自定义异常处理2、使用throw关键字：在方法中，你可以使用throw关键字来抛出自定义异常，如下例所示：

任务拓展任务五

实现家庭成员类的自定义异常处理3、在方法签名中声明异常：如果自定义异常是受检查异常，你需要在方法签名中使用throws关键字来声明它，如下例所示：

任务拓展任务五

实现家庭成员类的自定义异常处理4、在try-catch块中处理异常：你可以使用try-catch块来捕获并处理异常。如果在try块中的代码抛出异常，那么控制权将转到相应的catch块，如下例所示：

任务拓展任务五

实现家庭成员类的自定义异常处理5、使用finally块：无论是否有异常，finally块的代码都将被执行。这可以用于清理资源，如关文件或库连接。6、使用多catch块处理不同异常：你可用多catch块来处理不同异常。每个catch块处理一种类型的异常。7、使用异常链：当一个方法抛出一个异常时，它可以在其throw语句中指定另一个异常作为其原因。这称为异常链。这有助于跟踪问题的根源。8、自定义的Error类：Java中的Error类表示严重问题，通常是JVM无法处理的情况。你也可以创建自定义的Error类来扩展这个类。但请注意，通常不推荐这样做，因为Error类通常表示系统级问题。

任务拓展任务五

实现家庭成员类的自定义异常处理1、请问自定义异常类有几种使用方法？2、你经常用哪几种自定义异常类？任务思考任务五

实现家庭成员类的自定义异常处理

项目描述项目综合实训实现银行用户注册界面中的异常处理上海御恒信息科技公司接到某公司的项目订单，要求实现银行用户注册界面中的异常处理，公司刚招聘了一名程序员小张，软件开发部经理要求他尽快熟悉Java的异常处理程序设计，并能用辅助自定义异常类、辅助界面类、主类来搭建项目的整体架构，小张按照经理的要求开始做以下的项目分析。实现银行用户注册界面中的异常处理首先要封装辅助自定义