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JavaSE基础教程(六)引用数据类型(类)、ArrayList 集合、随机点名器案例、库存管理案例

编程语言 Geekerstar 11个月前 (04-24) 406次浏览 已收录 0个评论 扫描二维码
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 第1章 引用数据类型(类)

1.1 引用数据类型分类

提到引用数据类型(类),其实我们对它并不陌生,如使用过的Scanner类、Random类。

我们可以把类的类型为两种:

  • 第一种,Java为我们提供好的类,如Scanner类,Random类等,这些已存在的类中包含了很多的方法与属性,可供我们使用。
  • 第二种,我们自己创建的类,按照类的定义标准,可以在类中包含多个方法与属性,来供我们使用。

这里我们主要介绍第二种情况的简单使用。

1.2 自定义数据类型概述

我们在Java中,将现实生活中的事物抽象成了代码。这时,我们可以使用自定义的数据类型(类)来描述(映射)现实生活中的事物。

类,它是引用数据类型,与之前学习的所有引用数据类型相同,自定义类也是一种数据类型。只是自定义类型并非Java为我们预先提供好的类型,而是我们自己定义的一种引用数据类型用来描述一个事物。

1.3 类的定义与使用

java代码映射成现实事物的过程就是定义类的过程。

我们就拿一部手机进行分析,它能用来做什么呢?它可以打电话,上网,聊微信等,这些就是手机所提供的功能,也就是方法;手机也有它的特征,如颜色、尺寸大小、品牌型号等,这些就是手机的特征,也就是属性。

目前,我们只关注类中的属性,类中的方法在面向对象部分再进行学习。

1.3.1 类的定义格式

  • 类的定义格式

通过类的定义格式,来进行手机类的描述,如下所示

public class Phone {
	/*
	 * 属性
	 */
	String brand;// 品牌型号
	String color;// 颜色
	double size; // 尺寸大小
}

上述代码,就是创建一个类的的过程,类的名称我们给起名为Phone,类中包含了三个属性(brand品牌型号、color颜色、size尺寸大小)。注意,类中定义的属性没有个数要求。

1.3.2 类的使用格式

Phone类定义好后,我们就可以使用这个类了,使用方式和使用引用数据类型Scanner类相似。格式如下:

当有了Phone数据类型的变量后,我们就可以使用Phone类中的属性了。对属性的访问我们来演示一下,如下所示:

public class Test {
	public static void main(String[] args) {
		//定义了一个Phone类型的变量p
		Phone p = new Phone();
		/*
		 * 通过p,使用Phone中的属性
		 */
		//访问p中的brand品牌属性
                p.brand = "苹果6s";
               //访问p中的color颜色属性
		p.color = "白色";
               //访问p中的size尺寸大小属性
               p.size = 5.5;

               System.out.println("手机品牌为" + p.brand);
               System.out.println("手机颜色为" + p.color);
               System.out.println("手机尺寸大小为" + p.size);
	}
}

运行结果如下所示

1.3.3 自定义类型注意事项与内存图

上述代码中,通过类Phone创建出来的变量p,它相当于我们生活中的盒子,里面包含了它能够使用的属性。

  • 通过属性名 就可以对属性进行操作
  • 与引用类型数组类似,引用类型的自定义类型的变量,直接变量时,结果为对象地址值,这里可以通过内存图简单解释。

1.4 自定义类型练习

学习了引用数据类型(类)以后,我们就能够使用类描述任何东西了。看几个具体的描述,如下:

  • 电饭锅,包含属性(品牌、容量大小、颜色等)
  • 汽车,包含属性(品牌、排量、类型等)
  • 学生,包含属性(姓名,年龄,性别等)

第2章 ArrayList集合

在前面我们学习了数组,数组可以保存多个元素,但在某些情况下无法确定到底要保存多少个元素,此时数组将不再适用,因为数组的长度不可变。例如,要保存一个学校的学生,由于不停有新生来报道,同时也有学生毕业离开学校,这时学生的数目很难确定。为了保存这些数目不确定的元素,JDK中提供了一系列特殊的类,这些类可以存储任意类型的元素,并且长度可变,统称为集合。在这里,我们先介绍ArrayList集合,其他集合在后续课程中学习。

ArrayList集合是程序中最常见的一种集合,它属于引用数据类型(类)。在ArrayList内部封装了一个长度可变的数组,当存入的元素超过数组长度时,ArrayList会在内存中分配一个更大的数组来存储这些元素,因此可以将ArrayList集合看作一个长度可变的数组。

2.1 集合的创建

创建集合的常用格式在此说明一下:

导包:import java.util.ArrayList;

创建对象:与其他普通的引用数据类型创建方式完全相同,但是要指定容器中存储的数据类型:

ArrayList<要存储元素的数据类型> 变量名 = new ArrayList<要存储元素的数据类型>();

  • 集合中存储的元素,只能为<>括号中指定的数据类型元素;
  • “<要存储元素的数据类型>”中的数据类型必须是引用数据类型,不能是基本数据类型;

下面给出8种基本数据类型所对应的引用数据类型表示形式:

我们通过举几个例子,来明确集合的创建方式:

  • 存储String类型的元素
ArrayList list = new ArrayList();
  • 存储int类型的数据
ArrayList list = new ArrayList(); 
  • 存储Phone类型的数据
ArrayList list = new ArrayList();

2.2 集合中常用方法

接下来,我们来学习下ArrayList集合提供的一些常用方法,如下表:

import java.util.ArrayList;通过代码演示上述方法的使用。ArrayListDemo01.java

import java.util.ArrayList;
public class ArrayListDemo01 {
	public static void main(String[] args) {
		// 创建ArrayList集合
		ArrayList list = new ArrayList();
		// 向集合中添加元素
		list.add("stu1");
		list.add("stu2");
		list.add("stu3");
		list.add("stu4");
		// 获取集合中元素的个数
		System.out.println("集合的长度:" + list.size());
		// 取出并打印指定位置的元素
		System.out.println("第1个元素是:" + list.get(0));
		System.out.println("第2个元素是:" + list.get(1));
		System.out.println("第3个元素是:" + list.get(2));
		System.out.println("第4个元素是:" + list.get(3));
	}
}

强调一点,ArrayList集合相当于是一个长度可变的数组,所以访问集合中的元素也是采用索引方式访问,第一个元素存储在索引0的位置,第二个元素存储在索引1的位置,依次类推。

2.3 集合的遍历

通过集合遍历,得到集合中每个元素,这是集合中最常见的操作。集合的遍历与数组的遍历很像,都是通过索引的方式,集合遍历方式如下:ArrayListDemo02.java

import java.util.ArrayList;
public class ArrayListDemo02 {
	public static void main(String[] args) {
		//创建ArrayList集合
		ArrayList list = new ArrayList();
		//添加元素到集合
		list.add(13);
		list.add(15);
		list.add(22);
		list.add(29);
		//遍历集合
		for (int i = 0; i < list.size(); i++) {
			//通过索引,获取到集合中每个元素
			int n = list.get(i);
			System.out.println(n);
		}
	}
}

上述代码中,第5行定义了一个可以存储int元素的集合;第7-10行,实现将int类型数值存储到集合中;第12-16行,实现遍历集合元素。这里要强调一点,get方法返回值的类型为集合中元素的类型。

2.4 集合中的常用方法补充

ArrayList集合提供的一些常用方法,如下表:

  • boolean add(int index, Object obj)
    • 功能:在集合中指定index位置,添加新元素obj
    • 功能说明:假设集合list中有元素[“java”,“javaEE”],当使用add(1,“javaWeb”)后,集合list中的元素为[“java”,“javaWeb”,“JavaEE”]。
  • Object set(int index, Object obj)
    • 功能:用指定元素obj替代集合中指定index位置的元素
    • 功能说明:假设集合list中有元素[“java”,“javaEE”],当使用set(0,“javaWeb”)后,集合list中的元素为[“javaWeb”,“JavaEE”]。
  • Object remve(int index)
    • 功能:从集合中删除指定index处的元素,返回该元素
    • 功能说明:假设集合list中有元素[“java”,“javaEE”],当使用remove(0)后,集合list中的元素为[“JavaEE”],返回值为“java”。
  • void clear()
    • 功能:清空集合中所有元素
    • 功能说明:假设集合list中有元素[“java”,“javaEE”],当使用clear()后,集合list中的元素为空[]。

第3章 随机点名器案例

3.1 案例介绍

随机点名器,即在全班同学中随机的找出一名同学,打印这名同学的个人信息。

此案例在我们昨天课程学习中,已经介绍,现在我们要做的是对原有的案例进行升级,使用新的技术来实现。

我们来完成随机点名器,它具备以下3个内容:

  • 存储所有同学姓名
  • 总览全班同学姓名
  • 随机点名其中一人,打印到控制台

3.2 案例需求分析

全班同学中随机的找出一名同学,打印这名同学的个人信息。

我们对本案例进行分析,得出如下分析结果:

1.存储全班同学信息(姓名、年龄)

2.打印全班同学每一个人的信息(姓名、年龄)

3.在班级总人数范围内,随机产生一个随机数,查找该随机数所对应的同学信息(姓名、年龄)

随机点名器明确地分为了三个功能。如果将多个独立功能的代码写到一起,则代码相对冗长,我们可以针对不同的功能可以将其封装到一个方法中,将完整独立的功能分离出来。

而在存储同学姓名时,如果对每一个同学都定义一个变量进行姓名存储,则会出现过多孤立的变量,很难一次性将全部数据持有。此时,我们采用ArrayList集合来解决多个学生信息的存储问题。

3.3 实现代码步骤

每名学生都拥有多项个人信息,为了方便管理每个人的信息,我们对学生信息进行封装,编写Student.java文件

/**
 * 学生信息类
 */
public class Student {
	String name; //姓名
	int age; //年龄
}

上述代码中,对学生信息(姓名、年龄)进行了封装。这样做的好处在于,以后只要找到这名学生,就能够知道他的每项个人信息了。

接下来我们编写CallName.java文件,完成程序的编写。

  • main方法中调用三个独立方法
public static void main(String[] args) {
		ArrayList list = new ArrayList(); //1.1创建一个可以存储多个同学名字的容器
		/*
		 * 1.存储全班同学信息
		 */
		addStudent(list);
		/*
		 * 2.打印全班同学每一个人的信息(姓名、年龄)
		 */
		printStudent(list);
		/*
		 * 3.随机对学生点名,打印学生信息
		 */
		randomStudent(list);
}
  • 存储所有学生的个人信息
/**
 * 1.存储全班同学名字
 */
public static void addStudent(ArrayList list) {
	//键盘输入多个同学名字存储到容器中
	Scanner sc = new Scanner(System.in);
	for (int i = 0; i < 3; i++) {
		//创建学生
		Student s = new Student();
		System.out.println("存储第"+i+"个学生姓名:");
		s.name = sc.next();
		System.out.println("存储第"+i+"个学生年龄:");
		s.age = sc.nextInt();
		//添加学生到集合
		list.add(s);
	}
}

上述方法中,方法参数list中用来表示已存储所有学生。通过Scanner,完成新学生信息(姓名,年龄)的录入,并将学生添加到集合中。

  • 打印全班同学每一个人的信息
/**
 * 2.打印全班同学每一个人的信息(姓名、年龄)
 */
public static void printStudent (ArrayList list) {
	for (int i = 0; i < list.size(); i++) {
		Student s = list.get(i);
		System.out.println("姓名:"+s.name +",年龄:"+s.age);
	}
}

上述方法中,方法参数list中用来表示已存储所有学生。通过遍历集合中的每个元素,得到每个同学信息,并输出打印。

  • 随机对学生点名,打印学生信息
/**
 * 3.随机对学生点名,打印学生信息
 */
public static void randomStudent (ArrayList list) {
	//在班级总人数范围内,随机产生一个随机数
	int index = new Random().nextInt(list.size());
	//在容器(ArrayList集合)中,查找该随机数所对应的同学信息(姓名、年龄)
	Student s = list.get(index);
	System.out.println("被随机点名的同学:"+s.name + ",年龄:" + s.age);
}

上述方法中,通过随机数类Random产生一个从0到集合长度的随机索引。使用该索引获取ArrayList集合中对应的值,便得到了全班同学的随机学生信息并打印。

第4章 库存管理案例

4.1 案例介绍

现在,我们将原有的库存管理案例,采用更好的集合方式实现。

将对下列功能进行方法封装:

  • 打印库存清单功能
  • 库存商品数量修改功能
  • 退出程序功能

4.2 案例需求分析

管理员能够进行的操作有3项(查看、修改、退出),我们可以采用(switch)菜单的方式来完成。

————-库存管理————

1.查看库存清单

2.修改商品库存数量

3.退出

请输入要执行的操作序号:

每一项功能操作,我们采用方法进行封装,这样,可使程序的可读性增强。

选择“1.查看库存清单”功能,则控制台打印库存清单

选择“2.修改商品库存数量”功能,则对每种商品库存数进行更新

选择“3.退出”功能,则退出库存管理,程序结束

4.3 实现代码步骤

每种库存商品都拥有多项商品信息,为了方便管理每种商品的信息,我们对商品信息进行封装,编写Goods.java文件

/*
 * 库存商品类
 */
public class Goods {
	String brand; // 商品品牌型号
	double size; // 商品尺寸大小
	double price; // 商品价格
	int count; // 商品库存个数
}

上述代码中,对商品信息(品牌、尺寸、价格、库存数)进行了封装。这样做的好处在于,以后只要找到这个商品,就能够知道该商品的每项信息了。

编写Demo库存管理.java,完成如下功能:

  • 功能菜单
/**
 * 库存管理功能菜单
 * @return 管理员键盘输入的功能操作序号 
 */
public static int chooseFunction() {
	System.out.println("-------------库存管理------------");
	System.out.println("1.查看库存清单");
	System.out.println("2.修改商品库存数量");
	System.out.println("3.退出");
	System.out.println("请输入要执行的操作序号:");
	//接收键盘输入的功能选项序号
	Scanner sc = new Scanner(System.in); 
	int choose = sc.nextInt();
	return choose;
}

上述方法用来完成库存管理功能菜单的显示、接收管理员选择的功能操作序号。这是完成了案例的第一步。接下来完成“查看、修改、退出”这三项功能。

  • 编写main主方法,调用库存管理功能菜单方法,与“查看、修改、退出”这三个方法。
public static void main(String[] args) {
		//记录库存商品信息
		ArrayList list = new ArrayList();
		//添加商品到库存
		addStore(list);
		
		//通过while循环模拟管理员进行功能重复选择操作
		while (true) {
			//打印功能菜单操作,接收键盘输入的功能选项序号
			int choose = chooseFunction();
			//执行序号对应的功能
			switch (choose) {
			case 1://查看库存清单
				printStore(list);
				break;
			case 2://修改商品库存数量
				update(list);
				break;
			case 3://退出
				exit();
				return;
			default:
				System.out.println("----------------------------------");
				System.out.println("功能选择有误,请输入正确的功能序号!");
				break;
			}
		}
}

在主方法中,创建了ArrayList集合,用来存储库存商品信息,通过接收到的功能选项序号,进行switch语句判断后,调用对应的功能方法。

  • 查看库存清单功能
/**
 * 查看库存清单
 */
public static void printStore(ArrayList list) {
	//统计总库存个数、统计库存总金额
	int totalCount = 0;
	double totalMoney = 0.0;
	//列表顶部
	System.out.println("---------------------------查看库存清单--------------------------");
	System.out.println("品牌型号		尺寸	价格	库存数");
	//列表中部
	for (int i = 0; i < list.size(); i++) {
		Goods item = list.get(i);
		System.out.println(item.brand+"	"+item.size+"	"+item.price+"	"+ item.count);
		//统计总库存个数、统计库存总金额
		totalCount += item.count;
		totalMoney += item.count * item.price;
	}
	//列表底部
	System.out.println("-------------------------------------------------------------");
	System.out.println("总库存数:"+totalCount); 
	System.out.println("库存商品总金额:"+totalMoney);
}

上述方法用来完成打印库存清单功能,参数list表示库存商品相关信息集合。

  • 修改商品库存数量功能
/**
 * 修改商品库存数量
 */
public static void update(ArrayList list){
	System.out.println("------------修改商品库存数量-----------");
	for (int i = 0; i < list.size(); i++) {
		Goods item = list.get(i);
		System.out.println("请输入"+ item.brand +"商品库存数量");
		item.count = new Scanner(System.in).nextInt();
		list.set(i, item);
	}
}

上述方法用来完成修改商品库存数量功能,参数list表示库存商品相关信息集合。

  • 退出功能
/**
 * 退出
 */
public static void exit(){
	System.out.println("----------------退出---------------");
	System.out.println("您已退出系统");
}	

上述方法用来完成退出程序的功能

补充内容

对象内存图

集合存储StdentName类型

两个引用变量内存图

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