实验7 成员访问控制与异常.docx

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实验7成员访问控制与异常

xxxxx大学计算机与信息技术学院

实验报告

姓名

学号

专业班级

课程名称

Java实验

实验日期

成绩

指导教师

批改日期

实验名称

实验7成员访问控制与异常

一、实验目的

（l）理解Java包的组织结构;

（2）学会编写带有包结构的程序;

（3）掌握包结构下的成员访问控制。

（4）掌握基本异常的处理机制；

（5）熟悉try语句与catch语句的搭配使用；

（6）了解有异常处理与没有异常处理的差别；

（7）多重catch语句的使用；

（8）使用Throws声明异常和Throw抛出异常。

二、实验要求

编写3个类,类名分别为Clock、A、B,其中类Clock和类A放在同一个包packone中,而类B则放在另一个包packtwo中,包packone和包packtwo放在同一个目录下。

类Clock中有3个整型数据hour、minute、second,它们分别是public、private、protected,类Clock还包含一些方法使用这些数据。

类A和类B的功能相似,都是使用类Clock并调用类C1ock中的方法。

请按照下面的实验步骤,循序渐进的完成实验,并回答后面的问题。

三、包的使用以及访问控制

（1）首先在c:

\programming目录下创建一个文件夹,命名为packone,然后在该文件夹下创建一个名叫Clock.java的程序,打开文本编辑器按程序清单输入该程序。

程序清单Clock.java

packagepackone;

publicclassClock{

publicinthour;

privateintminute;

protectedintsecond;

publicClock（inti,intj,intk）{

setAll（i,j,k）;

}

voidsetAll（inti,intj,intk）{

hour=i;

minute=j;

second=k;

}

publicintgetHour（）{

returnhour;

}

publicintgetMinute（）{

returnminute;

}

publicintgetSecond（）{

returnsecond;

}

}

（2）接着在packone文件夹下创建第二个程序命名为A.java,打开文本编辑器按程序清单输入该程序。

程序清单A.java

packagepackone;

classA{

publicstaticvoidmain（String[]args）{

Clockc=newClock（5,20,10）;

System.out.println（"从类A中访问Clockhour="+c.hour）;

System.out.println（"从类A中访问Clockminute="+c.minute）;

System.out.println（"从类A中访问Clocksecond="+c.second）;

}

}

（3）现在在c:

\programming目录下创建第二个文件夹,命名为packtwo,然后在该文件夹下创建一个名为B.java的程序,打开文本编辑器按如下程序清单输入该程序。

程序清单B.java

packagepacktwo;

importpackone.*;

classB{

publicstaticvoidmain（String[]args）{

Clockc=newClock（8,30,5）;

System.out.println（"从类B中访问Clockhour="+c.getHour（））;

System.out.println（"从类B中访问Clockminute="+c.getMinute（））;

System.out.println（"从类B中访问Clocksecond="+c.getSecond（））;

}

}

至此已经编辑好了3个源程序,然后在Eclipse环境中分别编译运行packone文件夹和packtwo文件夹中的程序,编译的结果将分别在packone文件夹和packtwo文件夹中生成Clock.class,A.class和B.class文件。

接着分别运行这两个程序,观察程序输出结果并分析之。

运行结果和分析写在下面。

答：

A中存在一个错误，因为A调用了私有数据minute，而私有数据无法在不同类中读取。

B通过get（）函数正常读取，Eclipse中结果如下。

A的运行截图

B的运行截图

思考

（1）现在请将Clock类的构造函数publicClock（inti,intj,intk）改成Clock（inti,intj,intk）然后分别运行A.class和B.class,观察所得结果。

答：

A，B都无法运行，因为java中默认的前缀为protected，不同包类也无法访问。

B运行截图

（2）由于在B.Java程序中使用了importpackone.*语句从而导入了packone包中的Clock类,但是importpackone.*这种写法仅仅导入指定包中的public类,如果现在将Clock类的声明publicclassClock改成classClock,测试一下程序运行会报错吗?

答：

显示clock不可显示，因为类为protected成员。

B运行截图

，

（3）用import语句可以导入所需的类,如果不想使用import语句,那么在使用包中的类时就必须带上完整的包路径。

现在请把B.java程序做如下的修改:

packagepacktwo;

classB{

publicstaticvoidmain（String[]args）{

packone.Clockc=newpackone.Clock（8,30,5）;

System.out.println（"从类B中访问Clockhour="+c.getHour（））;

System.out.println（"从类B中访问Clockminute="+c.getMinute（））;

System.out.println（"从类B中访问Clocksecond="+c.getSecond（））;

}

}

然后编译运行,观察结果是否正确。

答：

结果正确。

（4）在A.java和B.java程序中分别通过getHour（）、getMinute（）和getSecond（）访问了Clock类的数据成员,请问能否不通过这几个方法而直接访问Clock类的数据成员呢?

现在请把A.Java程序的相关部分作如下修改来进行测试,编译运行观察结果。

System.out.println（"从类A中访问Clockhour="+c.hour）;

System.out.println（"从类A中访问Clockminute="+c.minute）;

System.out.println（"从类A中访问Clocksecond=+c.second）;

答：

出现错误。

接着请把B.java程序的相关部分也作类似的修改并进行测试,编译运行观察结果。

System.out.println（"从类B中访问Clockhour="c.hour）;

System.out.println（"从类B中访问Clockminute="+c.minute）,

System.out.println（"从类B中访问Clocksecond="+c.second）;

答：

出现错误。

分析上述程序的运行结果,然后填写下表（可访问写1,不可访问写0）。

hour（public）

minute（private）

second（protected）

A类

1

0

1

B类

1

0

0

四、java异常

实验

（1）除数为零异常

实验目的:

（1）掌握基本异常的处理机制；

（2）熟悉try语句与catch语句的搭配使用；

（3）了解有异常处理与没有异常处理的差别；

（4）多重catch语句的使用；

（5）使用Throws声明异常和Throw抛出异常。

实验任务:

在这个实验里会通过3个练习来开发一组相应的异常处理程序,以巩固对异常处理的理解。

这几个程序都是围绕着一个典型的除数为0和数值格式异常问题而展开的,用户将从一个最简单的控制台输出的除数为0异常程序开始,然后建立一个GUI环境下的除数为0异常的多catch块处理,直到最后建立一个GUI环境下自己Throw抛出异常的处理程序。

所有这些程序都将建立在同一个Project项目中,依次开发,各自独立运行。

实验步骤：

1.练习1普通控制台下的除数为O异常程序

这个练习可以让用户比较有无异常处理时的情况。

（1）首先建立一个空项目命名为Exception,然后为该项目选择合适的路径Directory存放它,比如:

C:

＼Programming＼JavaProject,用户将在这个项目中开发本实验的所有程序。

（2）现在在该项目中创建第1个程序命名为DivideByZero.java,这个程序中包含了一个Public类DivideByZero.java,不使用Package,请按照程序清单6-1输入该程序。

程序清单6-1DivideByZero.java

//DivideByZero.java

publicclassDivideByZero

{

privateintdenominator,numerator,quotient;

publicvoidDivideByZero（）

{

denominator=3;numerator=12;

quotient=quotient（numerator,denominator）;

System.out.print（"Quotientis"+quotient）;

}

publicintquotient（intnumerator,intdenominator）

{

returnnumerator/denominator;

}

publicstaticvoidmain（Stringargs[]）

{

DivideByZeroapplication=newDivideByZero（）;

}

}

（3）编辑好源程序并保存,编译并运行,看到的结果是多少?

接下来修改源程序中的denominator值,以评估12/7,12/0时的情况。

当12/0时,观察到了什么?

是否有异常发生,输出结果是什么?

答：

第一次运行结果为4，12/7时为12，12/0时出现异常。

运行结果贴图：

（4）现在请在工程中创建第2个程序命名为DivideByZeroTryCatch.java,该程序在上面的程序中加入以下的一组try/catch语句块,以处理除数为0时才发生的异常。

try

{

quotient=quotient（numerator,denominator）;

System.out.print（"Quotientis"+quotient）;

}

catch（ArithmeticExceptionex）

{

System.out.print（"Ifoundexception"+ex.toString（））;

}

（5）编译并运行这个程序,观察运行结果。

运行结果贴图：

|点评|由于加入了try/catch语句,因此由函数quotient（numerator,denominator）所产生的异常被捕获并进行了处理,记住try/catch语句必须搭配使用,如仅仅有try语句而无catch语句会导致编译错误。

2.练习2GUl图形环境下的多catch块异常处理

上面的程序是普通控制台环境下发生除数为0异常的情况,现在我们要看看GUI图形环境下的除数为0时的异常情况。

（1）现在在工程中创建第3个程序命名为DivideByZeroGUI.java,这个程序运行时会弹出图形化窗口,要求用户输入数值进行除法运算。

请按程序清单6-2输入该程序。

程序清单6-2DivideByZeroGUI.java

//DivideByZeroGUI.java

importjava.awt.*;//Container,GridLayout

importjava.awt.event.*;//ActionListener

importjavax.swing.*;//JFrame

publicclassDivideByZeroGUIextendsJFrame

implementsActionListener

{

privateJTextFieldnumeratorField,denominatorField,outputField;

privateintdenominator,numerator,quotient;

publicDivideByZeroGUI（）

{

super（"除数为0异常"）;

Containercontainer=getContentPane（）;

container.setLayout（newGridLayout（3,2））;

container.add（

newJLabel（"输入被除数",SwingConstants.RIGHT））;

numeratorField=newJTextField（10）;

container.add（numeratorField）;

container.add（

newJLabel（"输入除数并回车",

SwingConstants.RIGHT））;

denominatorField=newJTextField（10）;

container.add（denominatorField）;

denominatorField.addActionListener（this）;

container.add（

newJLabel（"结果",SwingConstants.RIGHT））;

outputField=newJTextField（）;

container.add（outputField）;

setSize（425,100）;

setVisible（true）;

}

publicvoidactionPerformed（ActionEventevent）

{

outputField.setText（""）;

numerator=Integer.parseInt（numeratorField.getText（））;

denominator=Integer.parseInt（denominatorField.getText（））;

quotient=quotient（numerator,denominator）;

outputField.setText（Integer.toString（quotient））;

}

publicintquotient（intnumerator,intdenominator）

{

returnnumerator/denominator;

}

publicstaticvoidmain（Stringargs[]）

{

DivideByZeroGUIapplication=newDivideByZeroGUI（）;

application.setDefaultCloseOperation（JFrame.EXIT_ON_CLOSE）;

}

}

（2）编译并运行这个程序，观察运行结果。

运行结果贴图：

思考

（1）评估12/3,12/7的结果,有异常吗?

答：

没有异常。

（2）评估12/0,12/2.2,12/a的结果,看到了什么?

是异常吗?

若是异常请解释原因,并分别指出导致异常发生的语句。

答：

无法显示结果。

因为publicintquotient（intnumerator,intdenominator）。

为int类型，所以会出现异常。

|点评|这个程序会因为除数为0和数值格式而导致异常,不过与前面的练习l程序不同的是,尽管产生了异常,这个基于GUI的程序仍然可以继续运行而不会退出,这使用户可以继续进行其他的除法运算。

接下来创建程序DivideByZeroGUIMultiTryCatch.java以处理上面程序中所产生的异常,该程序应包含两个catch语句块,一个用于处理除数为0的异常,另一个用于处理数值格式输入的异常。

由于在程序中使用了Integer.parseInt（）方法以获得用户输入的数值,因此当用户输入非整数时就会产生NumberFormatException异常,这个异常同样应该处理。

catch（NumberFormatExceptionex）

{

System.out.print（"Idetectedexception"+ex.toString（））;

}

编译并运行这个DivideByZeroGUIMultiTryCatch.java程序,确保已经处理了上述的两个异常。

评估12/0,12/1.5,12/e,并写下所观察到的程序运行结果。

运行结果：

12/0:

12/1.5：

12/e:

3.练习3Throws声明异常与Throw抛出异常

在这个练习中我们要自己使用Throws和Throw来声明和抛出除数为0异常,而不是让系统去探测并抛出异常。

首先在工程中创建一个程序文件命名为DivideByZeroThrow.java,这个程序与前面DivideByZeroGUIMultiTryCatch.java程序基本一致,不过要把方法quotient（intnumerator,intdenominator）的返回类型改为double,并修改返回语句

return（double）numerator/denominator；

修改后,编译运行程序,评估12/6,12/7,12/0,看到的结果是什么?

有异常发生吗?

若没有,请解释原因。

答：

因为参数quotient为int类型，而函数返回值为double类型所以又异常。

当评估12/7时,因为己转化为double型运算,其输出结果的小数位数可能很多,因此可以想办法只输出4位小数,为此需要在合适的位置加入以下语句,其中DecimalFormat是一个控制小数输出格式的类。

importjava.text.DecimalFormat;

DecimalFormatprecision=newDecimalFormat（“0.0000”）;

outputField.setText（precision.format（quotient））;

修改之后当运行l2/7和12/0时,观察结果,其中∞代表Infinity。

由于当前的程序除0时不会产生异常,因此现在用户必须自己设法Throw抛出一个异常,为此要试着修改quotient（）方法如下:

publicdoublequotient（intnumerator,intdenominator）throwsArithmeticException

{

if（denominator==0）thrownewArithmeticException（）;

return（double）numerator/denominator;

}

编译运行修改好的程序,当再次运行12/0时,看到异常了吗?

屏幕的输出是否准确地告诉用户这是一个什么异常,如果不能,请再稍微修改程序,以明确显示出这是一个除数为0异常。

运行截图

实验

（2）创建自己的日期错误异常类

实验目的:

（1）学会创建自己的异常类;

（2）掌握如何使用自己的异常类;

（3）了解简单的对话框JOptionpane类的用法。

实验任务:

要求设计一个GUI图形窗口程序,该程序让用户输入一个星期中的任意一天的数字1到7,然后输出该数字所对应的是星期几。

但是当用户输入的数字不在l到7范围内时,程序应该弹出一个对话框以显示发生了异常。

实验步骤：

（1）分析实验任务,尽管Java中有ArithmeticException,NumberFormatException等异常类,但并没有这里想要的异常类,因此用户必须设计自己的异常类BadDataException以处理上述情况。

同时还要设计一个主类BadDataDays以运行这个程序,该主类应包含一个getDayName（intdayNumber）方法以根据输入值返回星期几,在这个方法中应该使用一个switch语句来判断,并在switch块的default语句处Throw抛出用户的BadDataException异常。

（2）程序清单6-3是主类BadDataDays的程序模板,请完成|代码1|～|代码6|的程序部分,并输入这个程序以运行它。

程序清单2－3BadDataDays.java

//BadDataDays.java

packageT7;

importjava.awt.*;//Container,GridLayout

importjava.awt.event.