Java內(nèi)部類(lèi)和異常類(lèi)的概念以及使用

更新時(shí)間：2021年04月13日 17:26:33 作者：Codeplus.

這篇文章主要介紹了Java內(nèi)部類(lèi)和異常類(lèi)的概念以及使用,文中有非常詳細(xì)的代碼以及注釋,適合正在學(xué)習(xí)java基礎(chǔ)的同學(xué)們使用,需要的朋友可以參考下

1 內(nèi)部類(lèi)

Java支持在一個(gè)類(lèi)中聲明另一個(gè)類(lèi)，這樣的類(lèi)稱(chēng)作內(nèi)部類(lèi)，而包含內(nèi)部類(lèi)的類(lèi)成為內(nèi)部類(lèi)的外嵌類(lèi)。

內(nèi)部類(lèi)的類(lèi)體中不可以聲明類(lèi)變量和類(lèi)方法。外嵌類(lèi)的類(lèi)體中可以用內(nèi)部類(lèi)聲明對(duì)象，作為外嵌類(lèi)的成員。

內(nèi)部類(lèi)的使用規(guī)則:
（1）聲明內(nèi)部類(lèi)如同在類(lèi)中聲明方法或變量一樣，一個(gè)類(lèi)把內(nèi)部類(lèi)看作是自己的成員。
（2）外嵌類(lèi)的類(lèi)體中可以用內(nèi)部類(lèi)聲明的對(duì)象，作為外嵌類(lèi)的成員。
（3）外嵌類(lèi)的成員變量在內(nèi)部類(lèi)中仍然有效，內(nèi)部類(lèi)中的方法也可以調(diào)用外嵌類(lèi)中的方法。
（4）內(nèi)部類(lèi)的類(lèi)體中不可以聲明類(lèi)變量和方法。
（5）外嵌類(lèi)和內(nèi)部類(lèi)在編譯時(shí)，生成兩個(gè).class文件。

例如:某種類(lèi)型的農(nóng)場(chǎng)飼養(yǎng)了一種特殊種類(lèi)的牛，但不希望其他農(nóng)場(chǎng)飼養(yǎng)這種特殊種類(lèi)的牛，那么這種類(lèi)型的農(nóng)場(chǎng)就可以將創(chuàng)建這種特殊種牛的類(lèi)作為自己的內(nèi)部類(lèi)。
下面的例子1(Example1.1.java)中有一個(gè)RedCowForm(紅牛農(nóng)場(chǎng))類(lèi)，該類(lèi)中有一個(gè)名字為RedCow (紅牛)的內(nèi)部類(lèi)。

RedCowForm.java

public class RedCowForm {
    static String formName;
    RedCow cow;  //內(nèi)部類(lèi)聲明對(duì)象

    RedCowForm() {
    }

    RedCowForm(String s) {
        cow = new RedCow(150, 112, 5000);
        formName = s;
    }

    public void showCowMess() {
        cow.speak();
    }

    class RedCow {  //內(nèi)部類(lèi)的聲明
        String cowName = "紅牛";
        int height, weight, price;

        RedCow(int h, int w, int p) {
            height = h;
            weight = w;
            price = p;
        }

        void speak() {
            System.out.println("偶是" + cowName + ",身高:" + height + "cm 體重:" + weight + "kg,生活在" + formName);
        }
    }    //內(nèi)部類(lèi)結(jié)束
}
115526523

Example1.1.java

public class Example1_1 {
    public static void main(String[] args) {
        RedCowForm form = new RedCowForm("紅牛農(nóng)場(chǎng)");
        form.showCowMess();
        form.cow.speak();
    }
}

需要特別注意的是，Java編譯器生成的內(nèi)部類(lèi)的字節(jié)碼文件的名字和通常的類(lèi)不同，內(nèi)部類(lèi)對(duì)應(yīng)的字節(jié)碼文件的名字格式是“外嵌類(lèi)名$ 內(nèi)部類(lèi)名”，例如，例子1中內(nèi)部類(lèi)的字節(jié)碼文件是RedCowForm$RedCow.class。因此，當(dāng)需要把字節(jié)碼文件復(fù)制給其他開(kāi)發(fā)人員時(shí)，不要忘記了內(nèi)部類(lèi)的字節(jié)碼文件。
內(nèi)部類(lèi)可以被修飾為static 內(nèi)部類(lèi)，例如，例子1中的內(nèi)部類(lèi)聲明可以是static classRedCow。類(lèi)是一種數(shù)據(jù)類(lèi)型，那么static內(nèi)部類(lèi)就是外嵌類(lèi)中的一-種靜態(tài)數(shù)據(jù)類(lèi)型，這樣一來(lái)，程序就可以在其他類(lèi)中使用static內(nèi)部類(lèi)來(lái)創(chuàng)建對(duì)象了。但需要注意的是，static 內(nèi)部類(lèi)不能操作外嵌類(lèi)中的實(shí)例成員變量。

假如將例子1中的內(nèi)部類(lèi)RedCow更改成static內(nèi)部類(lèi)，就可以在例子1的Example1_ 1
主類(lèi)的main方法中增加如下的代碼。

RedCowForm.RedCow redCow = new RedCowForm.RedCow(180,119,6000);
        redCow.speak();

注意：非內(nèi)部類(lèi)不可以是static類(lèi)

2 匿名類(lèi)

2.1 和子類(lèi)有關(guān)的匿名類(lèi)

創(chuàng)建子類(lèi)對(duì)象時(shí)，除了使用父類(lèi)的構(gòu)造方法外還有類(lèi)體，此類(lèi)體被認(rèn)為是一個(gè)子類(lèi)去掉類(lèi)聲明后的類(lèi)體，稱(chēng)作匿名類(lèi)。

假設(shè)Bank是類(lèi)，那么下列代碼就是用Bank的一個(gè)子類(lèi)(匿名類(lèi))創(chuàng)建對(duì)象:

new Bank() {
	匿名類(lèi)的類(lèi)體
};

和子類(lèi)有關(guān)的匿名類(lèi)：
（1）匿名類(lèi)是一個(gè)子類(lèi)，由于無(wú)名可用，所以不可能用匿名類(lèi)聲明對(duì)象，但卻可以直接用匿名類(lèi)創(chuàng)建一個(gè)對(duì)象。
（2）匿名類(lèi)可以繼承父類(lèi)的方法也可以重寫(xiě)父類(lèi)的方法。
（3）使用匿名類(lèi)時(shí)，必然是在某個(gè)類(lèi)中直接用匿名類(lèi)創(chuàng)建對(duì)象，以此，匿名類(lèi)一定是內(nèi)部類(lèi)。
（4）匿名類(lèi)可以訪問(wèn)外嵌類(lèi)中的成員變量和方法，匿名類(lèi)的類(lèi)體中不可以聲明static成員變量和static方法。
（5）由于匿名類(lèi)是一個(gè)子類(lèi)，但沒(méi)有類(lèi)名，所以在用匿名類(lèi)創(chuàng)建對(duì)象時(shí)，要直接使用父類(lèi)的構(gòu)造方法。

例子2:該類(lèi)共有4個(gè)類(lèi): (Example2_1. java)、ShowBoard類(lèi)、
OutputAlphabet類(lèi)型、 OutputEnglish. java 。該匿名類(lèi)的對(duì)象負(fù)責(zé)輸出希臘字母表。

OutputAlphabet.java

abstract class OutputAlphabet {
    public abstract void output();
}

OutputAlphabet .java

public class OutputEnglish extends OutputAlphabet { //輸出英文字母子類(lèi)
    public void output(){
        for (char c='a';c<='z';c++){
            System.out.printf("%3c",c);
        }
    }
}

ShowBoard .java

public class ShowBoard {
    void showMess(OutputAlphabet show) { //參數(shù)show是OutputAlphabet類(lèi)型的對(duì)象
        show.output();
    }
}

Example2_1.java

public class Example2_1 {
    public static void main(String[] args) {
        ShowBoard board = new ShowBoard();
        board.showMess(new OutputEnglish());//向參數(shù)傳遞OutputAlphabet的子類(lèi)OutputEnglish的對(duì)象

        board.showMess(new OutputAlphabet() {   //向參數(shù)傳遞OutputAlphabet的匿名子類(lèi)的對(duì)象
            @Override
            public void output() {
                for (char c = 'α'; c <= 'ω'; c++)  //輸出希臘字母
                    System.out.printf("%3c", c);
            }
        });//分號(hào)在這里
    }
}

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2.2 和接口有關(guān)的匿名類(lèi)

和接口有關(guān)的匿名類(lèi)
假設(shè)Computable是一個(gè)接口，那么，Java允許直接用接口名和一個(gè)類(lèi)體創(chuàng)建一個(gè)匿名對(duì)象，此類(lèi)體被認(rèn)為是實(shí)現(xiàn)了Computable接口的類(lèi)去掉類(lèi)聲明后的類(lèi)體，稱(chēng)作匿名類(lèi)。

下列代碼就是用實(shí)現(xiàn)了Computable接口的類(lèi)(匿名類(lèi))創(chuàng)建對(duì)象:

new Computable(){
	實(shí)現(xiàn)接口的匿名類(lèi)的類(lèi)體
};

下面例子演示了和接口有關(guān)的匿名類(lèi)的用法：

interface SpeakHello {
    void speak();
}

class HelloMachine {
    public void turnOn(SpeakHello hello) {
        hello.speak();
    }
}

public class Example7_3 {
    public static void main(String[] args) {
        HelloMachine machine = new HelloMachine();
        machine.turnOn(new SpeakHello() {
            @Override
            public void speak() {
                System.out.println("hello,you are welcome!");
            }
        });
        machine.turnOn(new SpeakHello() {
            @Override
            public void speak() {
                System.out.println("你好，歡迎光臨!");
            }
        });
    }
}

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3 異常類(lèi)

所謂異常就是程序運(yùn)行時(shí)可能出現(xiàn)一些錯(cuò)誤，比如試圖打開(kāi)一個(gè)根本不存在的文件等，異常處理將會(huì)改變程序的控制流程，讓程序有機(jī)會(huì)對(duì)錯(cuò)誤作出處理。程序運(yùn)行出現(xiàn)異常時(shí)，Java運(yùn)行環(huán)境就用異常類(lèi)Exception的相應(yīng)子類(lèi)創(chuàng)建一個(gè)異常對(duì)象，并等待處理。異常對(duì)象可以調(diào)用如下方法得到或輸出有關(guān)異常的信息:

異常對(duì)象可以調(diào)用如下方法得到或輸出有關(guān)異常的信息：

public String getMessage();
public void printStackTrace();
public String toString();

3.1 try-catch語(yǔ)句

Java使用try-catch語(yǔ)句來(lái)處理異常，將可能出現(xiàn)的異常操作放在try-catch語(yǔ)句的try部分，將發(fā)生異常后的處理放在catch部分。
try-catch語(yǔ)句的格式如下:

try{
	包含可能發(fā)生異常的語(yǔ)句
}
catch(ExceptionSubClass1 e){
	...
}
catch(ExceptionSubClass2 e){
	...
}

下面一個(gè)例子給出了try-catch語(yǔ)句的用法：

public class Example3_1 {
    public static void main(String[] args) {
        int n = 0, m = 0, t = 1000;

        try {
            m = Integer.parseInt("8888");
            n = Integer.parseInt("ab89"); //發(fā)生異常,轉(zhuǎn)向catch
            t = 7777;  //t沒(méi)有機(jī)會(huì)被賦值
        } catch (NumberFormatException e) {
            System.out.println("發(fā)生異常:" + e.getMessage());
        }
        System.out.println("n=" + n + ",m=" + m + ",t=" + t);

        try {
            System.out.println("故意拋出I/O異常！");
            throw new java.io.IOException("我是故意的");
            //System.out.println("這個(gè)輸出語(yǔ)句肯定沒(méi)有機(jī)會(huì)執(zhí)行,所以必須注釋掉，否則編譯出錯(cuò)");
        } catch (java.io.IOException e) {
            System.out.println("發(fā)生異常:" + e.getMessage());
        }
    }
}

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帶finally子語(yǔ)句的try~catch語(yǔ)句，語(yǔ)法格式如下:

try{ }
catch(ExceptionSubClass e){ }
finally{}

其執(zhí)行機(jī)制是在執(zhí)行try~catch語(yǔ)句后，執(zhí)行finally 子語(yǔ)句，也就是說(shuō)，無(wú)論在try部分是否發(fā)生過(guò)異常，finally 子語(yǔ)句都會(huì)被執(zhí)行

3.2 自定義異常類(lèi)

（1）一個(gè)方法不處理它產(chǎn)生的異常，而是沿著調(diào)用層次向上傳遞,由調(diào)用它的方法來(lái)處理這些異常，叫聲明異常.

聲明異常的方法:
在產(chǎn)生異常的方法名后面加上要拋出(throws)的異常的列表:

如: void compute(int x) throwsAri thmeticException
{//這里有異常發(fā)生，但是并沒(méi)有處理…}

（2）我們也可以擴(kuò)展Exception類(lèi)定義自己的異常類(lèi)，然后規(guī)定哪些方法產(chǎn)生這樣的異常。一個(gè)方法在聲明時(shí)可以使用throws關(guān)鍵字聲明要產(chǎn)生的若干個(gè)異常，并在該方法的方法體中具體給出產(chǎn)生異常的操
作，即用相應(yīng)的異常類(lèi)創(chuàng)建對(duì)象，并使用throw關(guān)鍵字拋出該異常對(duì)象，導(dǎo)致該方法結(jié)束執(zhí)行。

（3）通常情況下，計(jì)算兩個(gè)整數(shù)之和的方法不應(yīng)當(dāng)有任何異常放出，但是，對(duì)某些特殊應(yīng)程序，可能不允許同號(hào)的整數(shù)做求和運(yùn)算，比如當(dāng)一個(gè)整數(shù)代表收入，一個(gè)整數(shù)代表支出時(shí)，這兩個(gè)整數(shù)就不能是同號(hào)。

例子 (Example3_2. java)中，Bank類(lèi)中有一個(gè)income(int in, int out)方法，對(duì)象調(diào)用該方法時(shí)，必須向參數(shù)in傳遞正整數(shù)、向參數(shù)out傳遞負(fù)數(shù)，并且int+out必須大于等于0，否則該方法就拋出異常( BankException. java )。因此，Bank類(lèi)在聲明income(int in, int out)方法時(shí)，使用throws關(guān)鍵字聲明要產(chǎn)生的異常。

BankException.java

public class BankException extends Exception {
    String message;

    public BankException(int m, int n) {
        message = "入賬資金" + m + "是負(fù)數(shù)或支出" + n + "是正數(shù)，不符合系統(tǒng)要求.";
    }

    public String warnMess() {
        return message;
    }
}

Bank.java

public class Bank {
    private int money;

    public void income(int in, int out) throws BankException {
        if (in <= 0 || out >= 0 || in + out <= 0) {
            throw new BankException(in, out); //方法拋出異常，導(dǎo)致方法結(jié)束
        }
        int netIncome = in + out;
        System.out.printf("本次計(jì)算出的純收入是:%d元\n", netIncome);
        money = money + netIncome;
    }

    public int getMoney() {
        return money;
    }
}

Example3_2.java

public class Example3_2 {
    public static void main(String[] args) {
        Bank bank = new Bank();
        try {
            bank.income(200, -100);
            bank.income(300, -100);
            bank.income(400, -100);
            System.out.printf("銀行目前有%d元\n", bank.getMoney());
            bank.income(200, 100);
            bank.income(99999, -100);
        } catch (BankException e) {
            System.out.println("計(jì)算收益的過(guò)程出現(xiàn)如下問(wèn)題:");
            System.out.println(e.warnMess());
        }
        System.out.printf("銀行目前有%d元\n", bank.getMoney());
    }
}

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4 斷言

斷言語(yǔ)句用于調(diào)試代碼階段。在調(diào)試代碼階段讓斷言語(yǔ)句發(fā)揮作用，這樣就可以發(fā)現(xiàn)一些致命的錯(cuò)誤，當(dāng)程序正式運(yùn)行時(shí)就可以關(guān)閉斷言語(yǔ)句，但仍把斷言語(yǔ)句保留在源代碼中，如果以后應(yīng)用程又需要調(diào)試，可以重新啟用斷言語(yǔ)句。

使用關(guān)鍵字assert聲明一條斷言語(yǔ)句，斷言語(yǔ)句有以下兩種格式:

assert booleanExpression;

assert booleanExpression:messagelException;

啟用與關(guān)閉斷言語(yǔ)句
當(dāng)使用Java解釋器直接運(yùn)行應(yīng)用程序時(shí)，默認(rèn)地關(guān)閉斷言語(yǔ)句，在調(diào)試程序時(shí)可以使用-ea啟用斷言語(yǔ)句，例如:
java -ea mainClass

例子4中，使用一個(gè)數(shù)組放著某學(xué)生5門(mén)課程的成績(jī)，程序準(zhǔn)備計(jì)算學(xué)生的成績(jī)的總和。在調(diào)試程序時(shí)使用了斷言語(yǔ)句，如果發(fā)現(xiàn)成績(jī)有負(fù)數(shù)，程序立刻結(jié)束執(zhí)行。程序調(diào)試開(kāi)啟斷言語(yǔ)句運(yùn)行效果如圖4.1，關(guān)閉斷言語(yǔ)句運(yùn)行效果如圖4.2。

import java.util.Scanner;
public class Example4 {
  public static void main (String args[ ]) {
       int [] score={-120,98,89,120,99};
       int sum=0;
       for(int number:score) {
          assert number>0:"負(fù)數(shù)不能是成績(jī)";
          sum=sum+number;
       } 
       System.out.println("總成績(jī):"+sum);    
   }
}

圖4.1

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圖4.2

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5 綜合案例

下面的例子5中模擬向貨船上裝載集裝箱，如果貨船超重，那么貨船認(rèn)為這是一個(gè)異常將拒絕裝載集裝箱，但無(wú)論是否發(fā)生異常，貨船都需要正點(diǎn)啟航

DangerException.java

public class DangerException extends Exception {
    final String message = "超重";
    public String warnMess() {
        return message;
    }
}

CargoBoat.java

public class CargoBoat {
    int realContent;  //裝載的重量
    int maxContent;   //最大裝載量
    public void setMaxContent(int c) {
        maxContent = c;
    }
    public void loading(int m) throws DangerException {
        realContent += m;
        if(realContent>maxContent) {
            throw new DangerException();
        }
        System.out.println("目前裝載了"+realContent+"噸貨物");
    }
}

Example5.java

public class Example5 {
    public static void main(String[] args) {
        CargoBoat ship = new CargoBoat();
        ship.setMaxContent(1000);
        int m =600;
        try{
            ship.loading(m);
            m = 400;
            ship.loading(m);
            m = 367;
            ship.loading(m);
            m = 555;
            ship.loading(m);
        }
        catch(DangerException e) {
            System.out.println(e.warnMess());
            System.out.println("無(wú)法再裝載重量是"+m+"噸的集裝箱");
        }
        finally {
            System.out.printf("貨船將正點(diǎn)啟航");
        }
    }
}

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