【day14】异常处理与Object类深入解析

程序员波特

发布于 2024-12-25 08:15:13

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【day13】回顾

在深入探讨异常处理与Object类之前，让我们回顾一下【day13】中的关键内容：

权限修饰符：

- `public`：最广的访问范围，任何地方都可以访问。
- `protected`：在同包和子类中可以访问。
- 默认（无修饰符）：仅在同包内可以访问。
- `private`：仅在定义它的类内部可以访问。

- 修饰类：不能被继承。
- 修饰方法：不能被重写。
- 修饰变量：值不可改变。
- 修饰对象：对象引用不可变，但对象内部状态可变。

- 构造代码块：在对象构造时执行。
- 静态代码块：在类加载时执行。

- 一种无需显式声明类名的内部类，常用于简化代码和实现接口。

模块十三重点

本模块我们将深入学习异常处理机制和Object类：

理解编译时期异常与运行时期异常的区别。
掌握两种异常处理方式：throws和try...catch。
了解finally关键字的使用场景。
了解Object类及其中的toString和equals方法。
掌握重写toString和equals方法的重要性。

第一章：API文档

API文档是程序员的“字典”，它详细描述了Java中预定义的类和接口，以及它们的方法和属性，方便我们查询和使用。

第二章：异常

1. 异常介绍

异常是程序运行过程中出现的不正常现象。在Java中，异常都是类的实例。

public class Demo01Exception {
    public static void main(String[] args) throws ParseException {
        //错误Error -> StackOverflowError
        //method();

        //运行时期异常 -> ArrayIndexOutOfBoundsException
        int[] arr1 = new int[3];
        //System.out.println(arr1[4]);
        
        /*
          编译时期异常:
           注意看:编译时期异常是我们代码写错了嘛?不是,当我们调用方法的时候
           该方法底层给我们抛了一个编译时期异常,所以导致我们一调用此方法
           一编译,就爆红了
           当我们一旦触发了这个异常,jvm就会将异常信息打印到控制台上,给程序员们看
         */
        SimpleDateFormat sdf = new SimpleDateFormat("yyyy-MM-dd HH:mm:ss");
        String time = "2000-10-10 10:10:10";
        Date date = sdf.parse(time);
        System.out.println(date);
    }

    public static void method(){
        method();
    }
}

2. 异常处理方式

2.1 `throws`关键字

用于在方法签名中声明该方法可能抛出的异常，将异常往上抛

public class Demo04Exception {
    public static void main(String[] args)throws FileNotFoundException {
        String s = "a.txt1";
        add(s);//添加功能
        delete();//删除功能
        update();//修改功能
        find();//查询功能
    }


    private static void add(String s)throws FileNotFoundException {
        if (!s.endsWith(".txt")) {
            //故意创建异常
            throw new FileNotFoundException("文件找不到");
        }
        System.out.println("我要执行了");
    }

    private static void find() {
        System.out.println("查询功能");
    }

    private static void update() {
        System.out.println("修改功能");
    }

    private static void delete() {
        System.out.println("删除功能");
    }
}

2.2 `try...catch`语句

用于捕获和处理异常。

  try{
      可能出现异常的代码
  }catch(异常 对象名){
      处理异常的代码-> 将来开发会将异常信息保存到日志文件中
  }

public class Demo06Exception {
    public static void main(String[] args){
        String s = "a.txt1";
        try{
            //int[] arr = null;
            //System.out.println(arr.length);//NullPointerException
            add(s);//添加功能
        }catch (FileNotFoundException e){
            System.out.println(e);
        }

        delete();//删除功能
        update();//修改功能
        find();//查询功能
    }


    private static void add(String s)throws FileNotFoundException {
        if (!s.endsWith(".txt")) {
            //故意创建异常
            throw new FileNotFoundException("文件找不到");
        }
        System.out.println("我要执行了");
    }

    private static void find() {
        System.out.println("查询功能");
    }

    private static void update() {
        System.out.println("修改功能");
    }

    private static void delete() {
        System.out.println("删除功能");
    }

}

2.3 `finally`关键字

无论是否发生异常，finally块中的代码都会执行。

特殊情况:如果之前执行了System.exit(0)终止当前正在执行的java虚拟机

public class Demo08Exception {
    public static void main(String[] args){
        String s = "a.txt";
        try {
            add(s);//添加功能
        } catch (FileNotFoundException e) {
            e.printStackTrace();
        }finally {
            System.out.println("我必须滴执行");
        }
    }


    private static void add(String s)throws FileNotFoundException {
        if (!s.endsWith(".txt")) {
            //故意创建异常
            throw new FileNotFoundException("文件找不到");
        }
        System.out.println("我要执行了");
    }
}

public class Demo09Exception {
    public static void main(String[] args) {
        int result = method();
        System.out.println(result);
    }

    public static int method() {
        try {
            String s = null;
            System.out.println(s.length());//空指针异常
            return 2;
        } catch (Exception e) {
            return 1;
        } finally {
            System.out.println("我一定要执行");
            //return 3;
        }
    }
}

finally的使用场景: 关闭资源

原因: 对象如果没有用了，GC(垃圾回收器)回收，用来回收堆内存中的垃圾，释放内存，但是有一些对象GC回收不了。比如：连接对象(Connection)，IO流对象Socket对象，这些对象GC回收不了，就需要我们自己手动回收，手动关闭

将来不能回收的对象new完之后，后续操作不管是否操作成功，是否有异常,我们都需要手动关闭，此时我们就可以将关闭资源的代码放到finally中

public class Test {
 public static void main(String[] args) {
     FileWriter fw = null;
     try {
         fw = new FileWriter("day13_exception_object\\1.txt");
         fw.write("哈哈哈");//假如这里写失败或者写成功了
     } catch (IOException e) {
         throw new RuntimeException(e);
     }finally {
         if (fw!=null){
             try {
                 fw.close();
             } catch (IOException e) {
                 throw new RuntimeException(e);
             }
         }

     }
 }
}

2.4 `try...catch`和`throws`的使用时机

如果处理异常之后,还想让后续的代码正常执行,我们使用try…catch
如果方法之间是递进关系(调用),我们可以先throws,但是到了最后需要用try…catch做一个统一的异常处理

3. 自定义异常

可以通过继承Exception类来创建自定义异常。

需求:键盘录入一个用户名,实现登录功能,如果登录失败,抛出LoginUserException

public class LoginUserException extends Exception{
    public LoginUserException() {
    }

    public LoginUserException(String message) {
        super(message);
    }
}

public class Demo11Exception {
    public static void main(String[] args) throws LoginUserException {
        //1.定义一个用户名,代表已经注册的用户
        String username = "root";
        //2.创建Scanner对象,录入用户名
        Scanner sc = new Scanner(System.in);
        System.out.println("请您输入要登录的用户名:");
        String name = sc.next();
        //3.判断用户名是否和已经存在的用户名一致
        if (name.equals(username)){
            System.out.println("登录成功了");
        }else{
            throw new LoginUserException("登录失败了,用户名或者密码有问题");
        }
    }
}

定义一个类
如果继承Exception 就是编译时期异常
如果继承RuntimeException,就是运行时期异常

4. 打印异常信息的方法

toString()：输出异常类型和信息。
getMessage()：输出异常信息。
printStackTrace()：打印异常的详细信息，包括异常类型、信息和堆栈跟踪。

public class Demo11Exception {
    public static void main(String[] args) {
        //1.定义一个用户名,代表已经注册的用户
        String username = "root";
        //2.创建Scanner对象,录入用户名
        Scanner sc = new Scanner(System.in);
        System.out.println("请您输入要登录的用户名:");
        String name = sc.next();
        //3.判断用户名是否和已经存在的用户名一致
        if (name.equals(username)) {
            System.out.println("登录成功了");
        } else {
            try {
                throw new LoginUserException("登录失败了,用户名或者密码有问题");
            }catch (Exception e){
                //System.out.println(e.toString());
                //System.out.println(e.getMessage());
                e.printStackTrace();
            }
        }
    }
}

第三章：Object类

Object类是Java中所有类的根类，提供了一些基础方法，如toString、equals和hashCode。

1. `toString`方法

用于返回对象的字符串表示形式。
如果没有重写toString方法，直接输出对象会默认调用Object中的toString方法，输出地址值。
如果直接输出对象名不想输出地址值，就重写Object中的toString方法

public class Person {
    private String name;
    private int age;

    public Person() {
    }

    public Person(String name, int age) {
        this.name = name;
        this.age = age;
    }

    public String getName() {
        return name;
    }

    public void setName(String name) {
        this.name = name;
    }

    public int getAge() {
        return age;
    }

    public void setAge(int age) {
        this.age = age;
    }

    @Override
    public String toString() {
        return "Person{" +
                "name='" + name + '\'' +
                ", age=" + age +
                '}';
    }
}

public class Test01 {
    public static void main(String[] args) {
        Person p1 = new Person("金莲", 26);
        System.out.println(p1);//com.atguigu.b_object.Person@4eec7777
        System.out.println(p1.toString());//com.atguigu.b_object.Person@4eec7777

        System.out.println("==============");

        ArrayList<String> list = new ArrayList<>();
        list.add("张三");
        list.add("李四");
        list.add("王五");
        System.out.println(list);//[张三, 李四, 王五]
        System.out.println(list.toString());//[张三, 李四, 王五]
    }
}

2. `equals`方法

用于比较两个对象的地址值是否相等。
如果重写了equals方法，应该比较对象的内容。

3. `clone`方法

用于复制一个属性值相同的新对象。

示例代码

public class Person {
    private String name;
    private int age;

    @Override
    public String toString() {
        return "Person{" +
                "name='" + name + '\'' +
                ", age=" + age +
                '}';
    }

    @Override
    public boolean equals(Object o) {
        if (this == o) return true;
        if (o == null || getClass() != o.getClass()) return false;
        Person person = (Person) o;
        return age == person.age && Objects.equals(name, person.name);
    }
}

public class TestObject {
    public static void main(String[] args) {
        Person p1 = new Person("John", 30);
        System.out.println(p1.toString());
        System.out.println(p1.equals(new Person("John", 30)));
    }
}

第四章.经典接口

1.java.lang.Comparable

我们知道基本数据类型的数据（除boolean类型外）需要比较大小的话，之间使用比较运算符即可，但是引用数据类型是不能直接使用比较运算符来比较大小的。那么，如何解决这个问题呢？

Java给所有引用数据类型的大小比较，指定了一个标准接口，就是java.lang.Comparable接口：

package java.lang;

public interface Comparable{
    int compareTo(Object obj);
}

那么我们想要使得我们某个类的对象可以比较大小，怎么做呢？步骤：

第一步：哪个类的对象要比较大小，哪个类就实现java.lang.Comparable接口，并重写方法

方法体就是你要如何比较当前对象和指定的另一个对象的大小

第二步：对象比较大小时，通过对象调用compareTo方法，根据方法的返回值决定谁大谁小。

this对象（调用compareTo方法的对象）减指定对象（传入compareTo()的参数对象）大于0,返回正整数
this对象（调用compareTo方法的对象）减指定对象（传入compareTo()的参数对象）小于0 返回负整数
this对象（调用compareTo方法的对象）减指定对象（传入compareTo()的参数对象）等于0 返回零

代码示例：

public class Student implements Comparable{
    private String name;
    private int score;

    public Student() {

    }

    public Student(String name, int score) {
        this.name = name;
        this.score = score;
    }

    public String getName() {
        return name;
    }

    public void setName(String name) {
        this.name = name;
    }

    public int getScore() {
        return score;
    }

    public void setScore(int score) {
        this.score = score;
    }

    @Override
    public String toString() {
        return "Student{" +
                "name='" + name + '\'' +
                ", score=" + score +
                '}';
    }

    /*
      this:代表students[i]
      o:代表students[i+1]

      如果students[i].getScore()-students[i+1].getScore()>0
         证明数组中的前面一个对象比后面一个对象的分数高
     */
    @Override
    public int compareTo(Object o) {
        Student s = (Student) o;
        return this.getScore()- s.getScore();
    }
}

测试类

public class Test01 {
    public static void main(String[] args) {
        //创建一个数组
        Student[] students = new Student[3];
        Student s1 = new Student("张三", 100);
        Student s2 = new Student("李四", 60);
        Student s3 = new Student("王五", 80);
        students[0] = s1;
        students[1] = s2;
        students[2] = s3;

        for (int j = 0; j<students.length-1;j++){
            for (int i = 0;i<students.length-1-j;i++){
                //如果students[i]比students[i+1]大,就排序换位置
                if (students[i].compareTo(students[i+1])>0){
                    Student temp = students[i];
                    students[i] = students[i+1];
                    students[i+1] = temp;
                }
            }
        }

        //遍历
        for (int i = 0; i < students.length; i++) {
            System.out.println(students[i]);
        }
    }
}

2.java.util.Comparator

思考：

（1）如果一个类，没有实现Comparable接口，而这个类你又不方便修改（例如：一些第三方的类，你只有.class文件，没有源文件），那么这样类的对象也要比较大小怎么办？

（2）如果一个类，实现了Comparable接口，也指定了两个对象的比较大小的规则，但是此时此刻我不想按照它预定义的方法比较大小，但是我又不能随意修改，因为会影响其他地方的使用，怎么办？

JDK在设计类库之初，也考虑到这种情况了，所以又增加了一个java.util.Comparator接口。

package java.util;

public interface Comparator{
    int compare(Object o1,Object o2);
}

那么我们想要比较某个类的两个对象的大小，怎么做呢？步骤：

第一步：编写一个类，我们称之为比较器类型，实现java.util.Comparator接口，并重写方法

方法体就是你要如何指定的两个对象的大小

第二步：比较大小时，通过比较器类型的对象调用compare()方法，将要比较大小的两个对象作为compare方法的实参传入，根据方法的返回值决定谁大谁小。

o1对象减o2大于0返回正整数
o1对象减o2小于0返回负整数
o1对象减o2等于0返回零

public class Student implements Comparator {
    private String name;
    private int score;

    public Student() {

    }

    public Student(String name, int score) {
        this.name = name;
        this.score = score;
    }

    public String getName() {
        return name;
    }

    public void setName(String name) {
        this.name = name;
    }

    public int getScore() {
        return score;
    }

    public void setScore(int score) {
        this.score = score;
    }

    @Override
    public String toString() {
        return "Student{" +
                "name='" + name + '\'' +
                ", score=" + score +
                '}';
    }


    /*
       o1代表students[i]
       o2代表students[i+1]

       如果o1的分数大于o2的分数-> compare方法返回正整数
       如果o1的分数小于o2的分数-> compare方法返回负整数
       如果o1的分数等于o2的分数-> compare方法返回0
     */
    @Override
    public int compare(Object o1, Object o2) {
        Student s1 = (Student) o1;
        Student s2 = (Student) o2;
        return s1.getScore()-s2.getScore();
    }

}

public class Test01 {
    public static void main(String[] args) {
        //创建一个数组
        Student[] students = new Student[3];
        Student s1 = new Student("张三", 100);
        Student s2 = new Student("李四", 60);
        Student s3 = new Student("王五", 80);
        students[0] = s1;
        students[1] = s2;
        students[2] = s3;

        Student student = new Student();

        for (int j = 0; j<students.length-1;j++){
            for (int i = 0;i<students.length-1-j;i++){
                //如果students[i]比students[i+1]大,就排序换位置
                if (student.compare(students[i],students[i+1])>0){
                    Student temp = students[i];
                    students[i] = students[i+1];
                    students[i+1] = temp;
                }
            }
        }

        //遍历
        for (int i = 0; i < students.length; i++) {
            System.out.println(students[i]);
        }
    }
}

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