单元设计_单元3 数据与异常处理程序设计
程序设计中的错误处理与异常处理
程序设计中的错误处理与异常处理在程序设计中，错误和异常是难以避免的问题。
无论是在开发过程中还是在程序实际运行中，都可能会出现错误和异常情况。
为了确保程序的稳定性和可靠性，开发者需要合理地进行错误处理和异常处理。
本文将探讨程序设计中的错误处理与异常处理的重要性，并介绍一些常用的处理方法和技巧。
一、错误处理的重要性错误是指程序开发过程中产生的语法错误、逻辑错误等问题，它们可以在编译阶段被检测到，并且会导致程序无法正常运行或运行结果不符合预期。
错误处理是程序设计中必不可少的一部分，它有助于发现和纠正错误，提高程序的质量和稳定性。
首先，错误处理可以帮助开发者及时发现和解决问题。
当程序出现错误时，错误处理机制可以将错误信息打印出来，帮助开发者定位问题。
通过错误信息，开发者可以快速了解到错误发生的位置、原因和可能的解决方法，从而减少调试时间，提高开发效率。
其次，错误处理可以增强程序的容错性。
通过合理的错误处理机制，程序可以更好地适应不同的输入和环境变化。
当程序遇到异常情况时，错误处理可以优雅地处理并提供友好的用户提示，从而避免程序崩溃或不可用的情况发生。
这对于用户体验和系统稳定性至关重要。
最后，错误处理有助于提高程序的可维护性。
错误处理不仅能够快速发现和解决问题，还可以为后续的维护工作提供良好的支持。
通过记录和分析错误信息，开发者可以深入了解程序的运行情况和潜在问题，以便在后续的版本更新或功能扩展中做出相应的优化和改进。
二、异常处理的重要性异常是指程序在运行期间出现的不可预期的情况，如文件读写错误、网络连接中断等。
与错误不同，异常是可以被捕获和处理的，它不会导致程序的崩溃或终止。
异常处理是保证程序正常运行的重要手段，它可以将异常情况转化为可处理的状态，从而保证程序的稳定性和可靠性。
首先，异常处理可以防止程序的崩溃。
当程序遇到异常情况时，如果没有异常处理机制，程序很可能会直接终止，导致所有的操作和计算都无法完成。
单元测试要点范文
单元测试要点范文单元测试是软件开发过程中不可或缺的一环，它旨在测试程序的最小可测试单元，以确保每个单元的功能正常运行。
以下是进行单元测试时应注意的要点：1.测试覆盖率：一个好的单元测试要尽可能覆盖程序的每个路径和逻辑分支，以确保对所有可能情况进行测试。
可以使用代码覆盖工具来检查测试覆盖率是否足够。
通常，应该达到较高的覆盖率目标，例如80%或更高。
2. 边界条件测试：边界条件通常是最容易出错的地方，因此非常重要。
在设计单元测试时，要确保测试包括所有可能的边界条件，例如最小和最大输入值，空值或null值等。
这有助于发现和修复可能出现的边界错误。
3.异常处理测试：在编写单元测试时，一定要测试程序对异常情况的处理能力。
例如，当输入无效数据时，程序是否能够正确地抛出异常或返回适当的错误信息。
确保程序能够正确处理所有可能的异常情况，以防止潜在的漏洞。
4.独立性：每个单元测试应该是相互独立的，构建和执行顺序不应该影响测试结果。
这有助于快速检测并定位故障，提高调试效率。
避免在单元测试之间共享状态或依赖，确保每个测试都是独立的、可重复的。
5.可读性和可维护性：编写清晰、易读和易于理解的单元测试非常重要。
良好的命名约定和注释可以提高代码的可读性，使其他开发人员能够轻松地理解测试的目的和预期结果。
同时，有良好的代码结构和组织可以提高测试的可维护性，使将来的维护工作更加容易。
6.快速执行：单元测试应该能够快速执行，以便在进行频繁改动时快速获得反馈。
过长或过慢的单元测试会影响开发效率，因此应使用合适的测试框架和工具，并避免执行不必要的和重复的测试。
7.自动化：单元测试应该自动化执行，以便能够频繁地进行测试。
自动化测试可以在每次编译或提交代码之后自动运行，减少手动操作的错误和工作量。
使用合适的测试框架和工具，编写可重复运行的测试脚本，并集成到持续集成/持续交付（CI/CD）管道中。
8.数据驱动测试：数据驱动测试是一种很有效的测试方法，它可以通过使用不同的输入来测试程序的多个方面。
简述程序设计的一般步骤
简述程序设计的一般步骤程序设计的一般步骤程序设计是指按照一定的逻辑规则，将问题的解决方法转化为计算机可以执行的指令的过程。
无论是初学者还是有经验的开发者，在进行程序设计时都需要遵循一些一般步骤。
本文将简述程序设计的一般步骤，包括问题定义、算法设计、编码、调试和测试等。
一、问题定义程序设计的第一步是明确问题或任务的定义。
只有清晰地了解问题的需求和目标，才能针对性地进行后续的设计和编码工作。
问题定义时需要回答以下几个关键问题：1. 问题描述：具体描述问题的背景、要求和限制条件。
2. 输入输出：明确问题的输入和输出，包括数据类型、数量和范围。
3. 界面设计：如果需要用户界面或图形界面，需设计对应的用户交互方式和界面元素。
二、算法设计在问题定义的基础上，进行算法设计。
算法是解决问题的关键步骤，它是一组明确的指令序列，可以将问题的解决过程逐步细化为可执行的指令。
算法设计时需要考虑以下几点：1. 问题分解：将问题分解为更小的子问题，有助于简化解决方案的设计和实现。
2. 流程图或伪代码：使用流程图或伪代码来描述算法的执行流程和逻辑关系，以便更好地理解和实现算法。
3. 数据结构和算法选择：根据问题的特点，选择合适的数据结构和算法，以提高程序的运行效率和性能。
三、编码在完成算法设计后，开始进行编码工作。
编码是将算法转化为具体的编程语言代码的过程，需要遵循一些编程规范和最佳实践，以提高代码的可读性和可维护性。
编码时需要注意以下几点：1. 选择编程语言：根据问题的要求和自身经验，选择合适的编程语言进行编码。
2. 模块化设计：将代码按照逻辑功能划分为模块，提高代码的可重用性和可扩展性。
3. 命名规范：使用有意义的变量名和函数名，提高代码的可读性和理解性。
4. 错误处理：在编码过程中考虑可能出现的错误情况，并进行合适的错误处理和异常处理。
四、调试和测试完成编码后，进行调试和测试是很重要的一步。
调试是指通过运行程序，检查和修复程序中的错误或问题的过程。
C#程序设计：异常单元测试与答案
一、单选题1、C#中用try…catch…捕获的异常属于（）错误A.运行B.逻辑C.语法D.拼写正确答案：A2、在（）块中放置异常的处理方法A.finallyB.throwC.tryD.catch正确答案：D3、使用关键字（）可以抛出异常，如抛出自定义的异常和系统异常。
A.throwB.thisC.newD.Exception正确答案：A4、以下异常处理结构中，错误的是（）A.try{} catch{} finally{}B.try{} catch{}C.catch{} finally{}D.try{} finally{}正确答案：C5、下列关于异常处理的表述，正确的是（）A.try所抛出的异常一定能被catch捕获B.catch只能出现一次C.try、catch、finally必须同时出现D.无论异常是否抛出，finally的内容都会被执行正确答案：D6、以下代码的输出是（）static void Main(string[] args){int m = 10;int n = 10;int[] a = new int[5];try{for (int i = a.Length; i > 0; i--){a[i] = i;n = 1 / (n - m);}}catch (DivideByZeroException e1){Console.Write("除零异常，");}catch (IndexOutOfRangeException e2) {Console.Write("数组越界，" );}catch{Console.WriteLine("产生异常");}finally{Console.WriteLine("异常处理完毕"); }}A.数组越界，产生异常B.除零异常，产生异常C.数组越界，异常处理完毕D.除零异常，异常处理完毕正确答案：C二、判断题1、异常对象都是从Exception类派生的。
《语言程序设计》课件
xx年xx月xx日
• 引言 • 编程基础知识 • 函数与模块化编程 • 面向对象程序设计 • 高级特性与编程实践 • 课程总结与展望
目录
01
引言
课程简介
语言程序设计是计算机科学及相关专 业的一门核心课程，主要介绍计算机 程序设计的基本概念、方法和技巧。
通过学习本课程，学生将掌握程序设 计的基本思想、方法和技能，为后续 的专业课程学习打下坚实的基础。
异常处理与日志记录
总结词
异常处理与日志记录是提高程序稳定性和可维护性的重要手段，通过捕获异常和记录日志，可以及时 发现和解决程序中的问题。
详细描述
异常处理用于捕获程序运行过程中出现的异常和错误，通过适当的处理机制，可以避免程序崩溃或数 据丢失。日志记录则用于记录程序运行过程中的重要信息，如操作记录、错误信息等，以便于后续的 问题排查和性能优化。
布尔类型
用于存储逻辑值，只有true和 false两个值。
变量与常量
变量
用于存储数据，其值可以改变。
常量
用于存储固定值，其值不能改变。
运算符与表达式
算术运算符
如+、-、*、/等。
比较运算符
如==、!=、>、<、>=、<=等。
逻辑运算符
如&&、||、!等。
位运算符
如&、|、^、~、<<、>>等。
程序控制ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ构
06
课程总结与展望
本课程学习收获
编程基础概念理解
通过本课程，学生掌握了编程 的基本概念，如变量、数据类
型、控制结构等。
问题解决能力提升
python程序设计 知识目标
一、概述Python程序设计作为一种高效、灵活的编程工具，在当今互联网时代备受青睐，其简单易学的特点使其成为初学者和专业开发人员的首选。
本文将深入探讨Python程序设计的知识目标，旨在帮助读者更好地了解和掌握这一领域的知识。
二、基础知识1. Python语言的特点Python是一种面向对象、解释型、动态类型的编程语言，其语法简洁清晰，易于阅读和理解。
Python还具有丰富的库和模块，使得开发者可以快速实现各种功能。
2. Python的基本语法Python的基本语法包括变量、数据类型、运算符、流程控制语句等，读者需要对这些基础知识有清晰的理解和掌握。
3. Python的函数与模块函数是Python程序的基本组成单元，模块是组织函数的有效方式。
了解函数和模块的使用方法对于提高代码的可读性和可维护性至关重要。
4. 异常处理Python提供了异常处理机制，可以帮助开发者更好地管理代码中的错误情况，保证程序的稳定性和健壮性。
三、高级知识1. 面向对象编程Python支持面向对象编程，开发者可以通过定义类和对象来实现复杂的功能和数据结构，提高代码的复用性和可维护性。
2. 文件操作Python提供了丰富的文件操作方法，包括读取、写入、重命名、删除等，开发者需要了解这些方法的使用场景和技巧。
3. 正则表达式正则表达式是一个强大的文本匹配工具，Python内置的re模块提供了丰富的正则表达式操作方法，可以帮助开发者轻松地处理各种文本处理任务。
4. 网络编程Python在网络编程方面也有很好的支持，开发者可以利用socket和urllib等模块轻松地实现网络通信和数据获取。
四、实践应用1. Web开发Python在Web开发领域有着广泛的应用，开发者可以使用Django、Flask等框架来快速搭建Web应用。
2. 数据分析Python在数据分析和数据处理方面有着丰富的库和工具，如NumPy、Pandas、Matplotlib等，可以帮助开发者处理和分析大量的数据。
C语言中的异常处理
C语言中的异常处理异常处理是程序设计中非常重要的一部分，它可以帮助我们处理程序运行中可能发生的错误或异常情况，以保证程序的稳定性和可靠性。
在C语言中，异常处理主要通过错误码和异常处理函数来实现。
在C语言中，错误码通常以整数形式表示，一般情况下，函数执行成功时返回0，而发生错误时会返回一个非0的错误码。
我们可以根据函数返回的错误码来判断程序是否执行成功，并在程序中相应地处理这些错误。
通常可以使用if语句或switch语句来判断错误码，并进行相应的处理，比如输出错误信息、重新执行函数、跳出函数等。
另外，C语言中也提供了一些标准的异常处理函数，比如perror()函数和strerror()函数。
perror()函数可以输出一条描述错误原因的信息，通常这个信息包含了错误码对应的错误描述。
而strerror()函数可以根据给定的错误码返回一个描述错误原因的字符串。
这些函数可以帮助我们更方便地处理异常情况。
除了通过错误码和异常处理函数来处理异常，C语言中还提供了一种异常处理的机制，即setjmp()和longjmp()函数。
setjmp()函数用于设置一个标记点，可以在程序的任何地方调用longjmp()函数跳转到这个标记点，有点类似于goto语句，但更加安全。
这种机制适用于一些复杂的异常处理情况，比如在嵌套函数中处理异常。
在实际编码过程中，我们应该养成良好的异常处理习惯，尽量避免普通错误引起的程序崩溃或运行异常。
可以在关键函数中进行错误检查，并根据不同的错误情况进行相应的处理，比如重试、回滚、报错等。
同时，也要注意程序的健壮性和可靠性，避免出现一些潜在的异常情况。
总的来说，异常处理在C语言中是非常重要的，它可以帮助我们更好地处理程序中可能发生的错误或异常情况，提高程序的健壮性和可靠性。
通过合理地使用错误码、异常处理函数和异常处理机制，我们可以处理各种异常情况，并保证程序的正常运行。
希望大家在编程过程中能够重视异常处理，写出高质量的代码。
大学python程序设计教案
课程名称：计算机科学与技术授课对象：计算机科学与技术专业本科生教学目标：1. 使学生掌握Python编程语言的基本语法和常用数据结构。
2. 培养学生运用Python进行程序设计的能力，解决实际问题。
3. 培养学生的逻辑思维能力和团队协作精神。
教学重点：1. Python基本语法和常用数据结构。
2. 控制流程、函数、模块和异常处理。
3. 程序调试和优化。
教学难点：1. 控制流程的设计与优化。
2. 函数和模块的应用。
3. 异常处理和程序调试。
教学内容：一、Python简介1. Python的历史与发展2. Python的特点与应用领域3. Python的安装与配置二、Python基本语法1. 标识符、关键字和注释2. 基本数据类型：数字、字符串、列表、元组、字典、集合3. 运算符和表达式三、控制流程1. 条件语句（if、elif、else）2. 循环语句（for、while）3. break、continue、pass语句四、函数和模块1. 函数的定义与调用2. 参数传递和默认参数3. 递归函数4. 模块和包5. 导入和引用五、异常处理1. 异常的概念和分类2. try-except语句3. 自定义异常六、程序调试和优化1. 断点调试2. 调试器使用3. 程序优化技巧教学过程：一、导入1. 介绍Python编程语言的特点和应用领域。
2. 引导学生了解Python编程的重要性。
二、基本语法1. 讲解标识符、关键字和注释。
2. 介绍基本数据类型：数字、字符串、列表、元组、字典、集合。
3. 讲解运算符和表达式。
三、控制流程1. 讲解条件语句（if、elif、else）和循环语句（for、while）。
2. 讲解break、continue、pass语句的使用。
四、函数和模块1. 讲解函数的定义与调用，参数传递和默认参数。
2. 讲解递归函数。
3. 讲解模块和包，导入和引用。
五、异常处理1. 讲解异常的概念和分类。
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任务一：学生成绩计算程序设计（数组存储信息）（4课时）
主要步骤
教学内容
教学方法
教学手段
师生活动
引入
相同类型的一组数完成相同的操作，如果采用变量，重复代码过多，此时可以采用数组。
运行程序
教师启发
-
教师：演示
学生：思考
告知
（教学内容、
教学目的）
教学内容：
1.声明数组和创建；
2.数组的初始化；
讨论归纳
课件演示
教师：讲授
学生：思考
任务分析
输入的两个数以及两个数相除。但在程序运行时，会产生很多意想不到的输入问题，如输入数中出现了字母、特殊符号等，程序无法正确运行下去。本任务采用异常捕获和处理技术保证程序的健壮性。
教师演示
课件演示
小组讨论
教师：
讲解演示
学生：思考
参与发言
分组讨论
支撑知识
1.异常概念；
学生：
小组讨论
动手实践
分享交流
异常处理程序编写步骤。
个别演示
分组讨论
教师：总结
学生：演示
分享交流
课堂实训
1.编写程序，能够产生、捕获和处理NullPointerException异常和ClassCastException异常；
2.编写程序，能够产生、捕获和处理ArithmeticException异常和IndexOutOfBoundsException异常。
（教学内容、
教学目的）
教学内容：
1.什么是异常；
2.如何进行异常处理；
3.异常处理的关键字；
4.异常处理结构。
教学目的：
1.掌握Java的异常处理机制；
2.运用try、catch、finally处理异常。
教师启发
讲解
课件演示
教师：讲授
学生：思考
任务简介
编写一个除法计算器，程序要求在出现除数为零和除数、被除数中有一个不是数字的情况时进行相应的处理。当调用存放在数组中的计算结果，数组有可能产生索引越界，对这种情况进行捕捉和处理。
教师演示
课件演示
小组讨论
教师：
讲解演示
学生：思考
参与发言
分组讨论
支撑知识
1.声明异常；
2.主动抛出异常；
3.自定义异常。
讨论归纳
课件演示
教师：演示
学生：思考
任务实施
1.打开Eclipse，创建一个类；
2.在类中定义一个方法，完成最大公约数的计算，声明该方法会抛出什么异常，同时在该方法内人为抛出一个异常对象；
主要步骤
教学内容
教学方法
教学手段
师生活动
引入
如果程序没有语法错误，不会自动抛出异常，但不符合逻辑含义，怎样才能抛出异常？
教师启发
-
教师：演示
学生：思考
告知
（教学内容、
教学目的）
教学内容：
1.抛出异常；
2.声明异常；
3.自定义异常。
教学目标：
1.运用throw抛出异常；
2.运用throws声明异常；
3.能够自定义异常。
（3）运用字符串长度、比较、连接、提取、查询字符串、大小写转化等方法对数组操作；
（4）运用StringBuffer字符串进行追加及处理字符；
（5）能会使用try-catch-finally语句进行异常处理；
（6）能会创建自定义异常和抛出自定义异常；
（7）能会区分异常处理和错误以及正确使用异常处理的优点。
教师启发
讲解
课件演示
教师：讲授
学生：思考
任务简介
在数学计算或数字分析中，经常会用到计算两个数的最大公约数的问题。即:输入两个正整数，当两个数字有一个不是正整数时会产生异常。当输入非整数数字时，也产生异常。输入无错误后，计算两个数的最大公约数。
讨论归纳
课件演示
教师：讲授
学生：思考
任务分析
分别输入两个整数可以用java.util.Scanner的nextInt()方法。但在程序运行时，会产生很多意想不到的输入问题，如输入的数字带小数或非数字时、特殊符号等，还有的情况是求公约数的数字为负数，程序的运行就不正确了，严重时程序发生中断，无法正确运行下去。要保证程序的健壮性，可以采用异常捕获和处理技术。
动手实践
分组实践
教师：
讲解指导
学生：
小组讨论
动手实践
分享交流
数组的声明以及创建，使用循环语句完成对数组的操作。
个别演示
分组讨论
教师：总结
学生：演示
分享交流
课堂实训
简单的冒泡排序，按关键字由小到大排列一组整数，输出排序前后的数组。
动手实践
分组实践
教师：
任务布置
学生：
小组讨论
动手实践
课后作业
给包含100个整型元素的数组随机进行赋值，并用二分查找法查找元素32和1032。
3.数组元素的使用；
4.main()方法参数使用；
5.java.util.Arrays类操纵数组。
教学目的：
1.理解什么是数组；
2.掌握一维数组的定义；
3.会使用数组解决简单问题。
教师启发
讲解
课件演示
教师：讲授
学生：思考
任务简介
进行学生成绩管理计算，要对考试分数进行处理和查询。编写一个程序sum.java，计算本组成员的考试总分数。小组有6名成员。本次考试成绩分别为94.5,89.0,79.5,64.5,81.5,73.5，当程序运行时，在控制台输出：“本组考试总分为482.5”,计算大于本次考试平均分学生，将学生的信息存入数组HighScore中。
《Java程序设计》课程教学单元设计
单元3数据与异常处理程序设计
授课教师：Java语言课程组
授课班级:
单元总学时：10
教学条件
软件开发平台、投影设备、广播软件
教学素材
参考教材、课件、授课录像
教学目标设计
知识目标：
（1）掌握数组的声明和创建；
（2）掌握java.util.Arrays类中的方法；
（3）掌握获得字符创长度、比较、连接、提取、查询字符串、大小写转化等操作的方法；
-
分组学习
提交作业
教学过程设计
任务三：除法计算器程序设计（捕获并处理异常）（2课时）
主要步骤
教学内容
教学方法
教学手段
师生活动
引入
程序在运行的时候，会因为人为的原因造成程序上的错误，但是如果没有人为原因，程序是正确的。怎样通过程序对认为原因进行处理，使程序继续执行下去？
教师启发
-
教师：演示
学生：思考
告知
2.声明String类对象WeatherForcast；
3.利用String类的求长度、查找子字符串，并将天气预报的内容按天分为两个String对象；
4.用数组表示两个String对象；
5.利用String类实现查找替换获取长度等操作；
6.利用StringBuffer实现追加和删除等操作；
7.创建测试类，运行程序。
教师演示
课件演示
小组讨论
教师：
讲解演示
学生：
思考发言
分组讨论
支撑知识
1.数组的概念；
2.数组的声明以及创建；
3.数组的初始化；
4.数组使用、遍历、排序等操作；
5.main方法中的数组；
6.用java.util.Arrays类操纵数组。
讨论归纳
课件演示
教师：演示
学生：思考
任务实施
1.打开Eclipse中，创建一个类；
2.在类的main方法中定义一个含有6个元素的整形数组；
3.给数组元素进行赋值；
4.通过循环完成数组元素相加求和；
5.输出总分，测试运行；
4.计算平均分avgscore；
5.通过getHighScore方法获得高于平均分的分数信息；
6.最后通过visitAllArray方法打印高于平均分的分数信息。
（4）掌握StringBuffer对象的常用方法；
（5）理解异的概念和用途；
（6）掌握使用try-catch-finally语句结构；
（7）掌握自定义异常的创建和实现抛出的方法。
能力目标：
（1）能会使用双重for语句实现二维数组的循环操作；
（2）运用java.util.Arrays类进行操作数组；
重点：
（1）数组的使用、各种数组元素的操作；
（2）String与StringBuffer对象的常用方法；
（3）异常处理。
难点：
（1）数组的遍历、排序；
（2）自定义异常的创建和抛出。
教学内容设计
任务一：学生成绩管理程序设计；
任务二：操作字符串程序设计；
任务三：除法计算器程序设计；
任务四：输入学号异常处理程序。
动手实践
分组实践
教师：
任务布置
学生：
小组讨论
动手实践
课后作业
输入一个正整数，求该数的阶乘。要求能捕捉输入数字格式异常（NumberFormatException），即当输入字符不是正整数时，出现提示信息“输入数据格式不对，请重新输入一个正整数。”
-
分组学习
提交作业
-
分组学习
提交作业
教学过程设计
任务二：天气预报信息处理程序设计（字符串处理）（2课时）
主要步骤
教学内容
教学方法
教学手段
师生活动
引入
字符串是最常见的，字符串常见功能怎样实现？
运行程序
教师启发
-
教师：演示
学生：思考