Java硬核程序设计实验“集合与泛型”详解
❥ 作为上学年 “Java硬核程序设计实验详解” 系列补充 ❥
目录
❀1. 题目：编写程序练习泛型和List集合的基本使用
❀2. 题目：编写程序练习泛型和Map集合的基本使用
❀3. 题目：按照教材[案例7-8]的思路，在其基础上设计一个图书购物车
❀4. 题目：在Eclipse 下完成如下实践项目 (选做题）
:star:️4. 架构&源代码：
:sunny:| 一、实验目的
1.理解集合的概念、体系结构、分类及使用场景
2.掌握Set接口及主要实现类
3.掌握List接口及主要实现类
4.掌握Map接口及主要实现类
5.理解泛型的作用，并掌握类型安全检查在集合中的应用
:sunny:| 二、实验内容
❀1. 题目：编写程序练习泛型和List集合的基本使用
（1）创建一个只能容纳String对象名为strNames的ArrayList集合；
（2）按顺序往集合中添加5个字符串对象：“信电学院”、“数理学院”、“机电学院”、“土木学院”、“食品学院”；
（3）对集合进行遍历（掌握几种遍历集合的方法），分别打印集合中的每个元素的位置与内容；
（4）首先打印集合的大小，然后删除集合中的第3个元素，并显示删除元素的内容，然后再打印目前集合中第3个元素的内容，并再次打印集合的大小。
（5）本题测试程序的名称为SY6_1_List,包名为com.xzit.sy6
☞ 思考 ：
如果将第（1）中的ArrayList集合换成HashSet集合，程序有什么不同？编程测试。
实验结果：
若更换为Hashset则不能用普通for循环遍历
❀2. 题目：编写程序练习泛型和Map集合的基本使用
（1）创建一个Book类，该类包含图书的ISBN号、图书名称、作者、出版社、出版日期、图书价格等属性。
（2）创建一个Map<Key,Values>类型的对象booksmap，其中Key的类型为图书的ISBN号、Values类型为Book类对象。
（3）往booksmap集合中添加5个“键－值”对象,即五个ISBN号对应于五本书籍信息。
（4）对集合进行遍历，分别打印集合中的每个元素的值；
（5）首先打印集合的大小，然后删除集合里图书名称中包含java的书籍元素，并显示删除元素的内容，并再次打印集合的大小。
（6）本题测试程序的名称为SY6_2_Map,包名为com.xzit.sy6
实验结果：
❀3. 题目：按照教材[案例7-8]的思路，在其基础上设计一个图书购物车
存储用户购买图书的信息。能够打印出购物车中图书的信息，图书价格、小计和总的费用。用HashMap类模拟购物车。
实现思路指导：
（1）新建图书类（Product），该步骤第2题已实现。
（2）新建BookShop类，该类实现对所购图书信息的封装。
（3）新建书库类BookStore，书库里存放了大量的图书，这里我们用ArrayList来存放，并初始化部分图书信息。
（4）新建顾客类Customer。每个顾客进入书库都可以获得一个购物车，这个购物车用HashMap来实现，图书的编号是它的键,捆扎后的BookShop是它的值。
（5）新建测试主类SY6_3_BuyCar。
实验结果：
❀4. 题目：在Eclipse 下完成如下实践项目 (选做题）
1.[SY6_4.java]学生选课系统的设计与实现。一个学生可以选修多门课程、一门课程可以被多个学生选，但一门课程不能被一个学生选择多次。
功能要求：
（1）运行程序时，先显示一个顶层菜单，如下图6-1所示。
图6-1 顶级菜单
（2）各个菜单命令的含义：0表示退出程序，1表示学生登录，2表示管理员查看各门课程都被哪些学生选了。
（3）学生登录信息存放在StudentVDB类中类型为Map的Students对象中。在登录过程中，学号或密码输入不正确的次数有三次输入机会，如果三次都不成功，返回到如图7-1所示的界面，如果登录成功，显示如图6-2所示的界面。
图6-2 学生登录成功后的界面
（4）完成学生界面中各个命令对应的功能能。课程信息存放在CourseVDB类中。当学生输入“0”时返回图1界面，此时该学生的这次选课就结束了。可以等待下一个学生来进行登录。
设计要求：采用如下包结构，不能改变次包结构，但可以在其中增加新类或新建包。
（5）本实验测试主类为SY6_4.java
实验结果：
:sunny:| 三、实验结果
:star:️1. 源代码：
package EXPS.Exp06.com.xzit.sy6;
import java.sql.SQLOutput;
import java.util.ArrayList;
import java.util.Iterator;
/**
* 班级：19软嵌2
* 学号：20190507223
* 姓名：夏旭
* 实验时间：2020-5-25
* 本程序的功能是：定义应该LIST，存取数据
*/
public class SY6_1_LIST {
public static void main(String[] args) {
ArrayList<String> lis=new ArrayList<>();
lis.add("信电学院");
lis.add("数理学院");
lis.add("机电学院");
lis.add("土木学院");
lis.add("食品学院");
for(int i=0;i<lis.size();i++){
System.out.println("第"+(i+1)+"个数据："+" "+lis.get(i));
}
System.out.println("------------------");
Iterator iterator=lis.iterator();
int num=1;
while (iterator.hasNext()){
String node=(String) iterator.next();
System.out.println("第"+(num++)+"个数据："+" "+node);
}
System.out.println("----------");
num=1;
for(String node: lis){
System.out.println("第"+(num++)+"个数据："+" "+node);
}
System.out.println("----------");
System.out.println("当前集合大小："+lis.size());
String node= lis.get(2);
System.out.println("第三个元素为： "+node);
lis.remove(2);
System.out.println("更新后的第三个元素为 "+lis.get(2)+" "+"集合大小： "+lis.size());
}
}
:star:️2. 源代码：
package EXPS.Exp06.com.xzit.sy6;
import java.util.*;
/**
* 班级：19软嵌2
* 学号：20190507223
* 姓名：夏旭
* 实验时间：2020-5-25
* 本程序的功能是：利用Map模拟书籍分类
*/
public class SY6_2_Map {
public static void main(String[] args) {
Map<String,Book> map=new HashMap<>();
map.put("01",new Book("01","java基础","A","清华出版社","2020-01",20.1f));
map.put("02",new Book("02","C++基础","B","清华出版社","2020-02",30.1f));
map.put("03",new Book("03","python基础","C","清华出版社","2020-03",40.1f));
map.put("04",new Book("04","javaScript基础","D","清华出版社","2020-04",50.1f));
map.put("05",new Book("05","pascal基础","E","清华出版社","2020-05",60.1f));
Iterator<String> iterator=map.keySet().iterator();
while(iterator.hasNext()){
String key=iterator.next();
Book node=map.get(key);
System.out.println(node);
}
System.out.println("------------");
System.out.println("当前集合大小为"+map.size());
iterator=map.keySet().iterator();
List<String> delQue=new LinkedList<>();
while(iterator.hasNext()){
String key=iterator.next();
Book node=map.get(key);
if(node.getName().contains("java")){
delQue.add(key);
}
}
for(int i=0;i<delQue.size();i++){
System.out.println("删除的内容:"+map.get(delQue.get(i)));
map.remove(delQue.get(i));
}
System.out.println("更新后的大小："+map.size());
}
}
:star:️3. 源代码：
package EXPS.Exp06.com.xzit.sy6;
/**
* 班级：19软嵌2
* 学号：20190507223
* 姓名：夏旭
* 实验时间：2020-5-25
* 本程序的功能是：模拟购物车
*/
public class SY6_3_BuyCar {
public static void main(String[] args) {
Customer customer=new Customer();
customer.put(BookStore.products.get(0));
customer.put(BookStore.products.get(1));
customer.put(BookStore.products.get(2));
customer.put(BookStore.products.get(3));
customer.put(BookStore.products.get(4));
customer.put(BookStore.products.get(2));
customer.list();
}
}
:star:️4. 架构&源代码：
架构：
代码：
package EXPS.Exp06.Exam01.src.com.xzit.main;
import EXPS.Exp06.Exam01.src.com.xzit.business.AdimBusiness;
import EXPS.Exp06.Exam01.src.com.xzit.business.StudentBusiness;
import EXPS.Exp06.Exam01.src.com.xzit.params.CourseVDB;
import EXPS.Exp06.Exam01.src.com.xzit.params.StudentVDB;
import EXPS.Exp06.Exam01.src.com.xzit.vo.Student;
/**
* 班级：19软嵌2
* 学号：20190507223
* 姓名：夏旭
* 实验时间：2020-5-25
* 本程序的功能是：模拟选课系统
*/
import java.util.Scanner;
public class Main {
public StudentVDB studentVDB=new StudentVDB();
public CourseVDB courseVDB=new CourseVDB();
public Scanner sc=new Scanner(System.in);
public static void main(String[] args) {
new Main();
}
public Main() {
while (true){
printTopMenu();
int type= sc.nextInt();
if(type==0){
System.exit(0);
}
else if(type==1){
StudentBusiness studentBusiness=new StudentBusiness(this);
if(studentBusiness.login()==true){
studentBusiness.running();
}
}
else if(type==2){
sc.skip("n");
System.out.println("请输入管理员口令");
String pw=sc.nextLine();
if(pw.equals("ImAdmin")){
AdimBusiness adimBusiness=new AdimBusiness(this);
adimBusiness.running();
}
else{
System.out.println("口令错误");
}
}
else{
System.out.println("非法输入");
}
}
}
public static void printTopMenu(){
System.out.println("-------------顶级菜单---------------");
System.out.println("| 0-退出 1-学生登录 2-管理员操作 |");
System.out.println("-----------------------------------");
System.out.println("请输入菜单命令（输入数字）");
}
}
package EXPS.Exp06.Exam01.src.com.xzit.business;
import EXPS.Exp06.Exam01.src.com.xzit.main.Main;
import EXPS.Exp06.Exam01.src.com.xzit.vo.Course;
import EXPS.Exp06.Exam01.src.com.xzit.vo.Student;
public class AdimBusiness {
public Main main;
public AdimBusiness(Main main) {
this.main = main;
}
public void running(){
System.out.println("------管理员模式------");
boolean flag=false;
while (!flag){
this.printmenu();
int type=main.sc.nextInt();
main.sc.skip("n");
if(type==0){
flag=true;
}
else if(type==1){
System.out.println("输入该学生学号（ID）");
String ID=main.sc.nextLine();
int res=this.QueryStuSelectedCourse(ID);
if(res==-1){
System.out.println("暂无已选课程");
}
else if(res==0){
System.out.println("学生未找到");
}
}
else if(type==2){
System.out.println("输入课程号（ID）");
String ID=main.sc.nextLine();
int res=this.QueryCouSelectedByStu(ID);
if(res==-1){
System.out.println("暂无已选课程");
}
else if(res==0){
System.out.println("课程未找到");
}
}
else if(type==3){
System.out.println("添加或删除？ 0-返回 1-添加 2-删除");
String mulType=main.sc.nextLine();
if(mulType.equals("1")){
System.out.println("输入要添加学生的学号（ID）");
String ID=main.sc.nextLine();
System.out.println("输入姓名");
String name=main.sc.nextLine();
System.out.println("设置密码");
String pw=main.sc.nextLine();
if(this.addStudent(ID,new Student(ID,name,pw))){
System.out.println("添加成功");
}
else{
System.out.println("添加失败，账号已经存在");
}
}
else if(mulType.equals("2")){
System.out.println("输入要删除学生的学号（ID）");
String ID=main.sc.nextLine();
if(this.delStudent(ID)){
System.out.println("删除成功");
}
else{
System.out.println("ID不存在");
}
}
}
else if(type==4){
System.out.println("添加或删除？ 0-返回 1-添加 2-删除");
String mulType=main.sc.nextLine();
if(mulType.equals("1")){
System.out.println("输入要添加课程课程号（ID）");
String ID=main.sc.nextLine();
System.out.println("输入课程名");
String name=main.sc.nextLine();
if(this.addCourse(ID,new Course(ID,name))){
System.out.println("添加成功");
}
else{
System.out.println("添加失败，课程已经存在");
}
}
else if(mulType.equals("2")){
System.out.println("输入要删除课程的课程号（ID）");
String ID=main.sc.nextLine();
if(this.delCourse(ID)){
System.out.println("删除成功");
}
else{
System.out.println("课程不存在");
}
}
}
else{
System.out.println("非法输入");
}
}
}
public void printmenu(){
System.out.println("");
System.out.println("");
System.out.println("|-=****************************管理员菜单************************=-|");
System.out.println("| 0-返回 1-查询指定学生已选课表 2-查询指定课程已选学生 3-添加（删除）学生 4-添加（删除）课程|");
System.out.println("-=**************************************************************=-");
}
public int QueryStuSelectedCourse(String ID){
for(Student i:main.studentVDB.studentsDB){
if(i.getId().equals(ID)){
if (i.getCourse_Set().size()==0) return -1;
for(Course j:i.getCourse_Set()){
System.out.println(j);
}
return 1;
}
}
return 0;
}
public int QueryCouSelectedByStu(String ID){
for (Course i:main.courseVDB.courseDB){
if(i.getID().equals(ID)){
if(i.getStudents_Set().size()==0) return -1;
for(Student j:i.getStudents_Set()){
System.out.println(j);
}
return 1;
}
}
return 0;
}
public boolean addStudent(String ID,Student newNode){
for(Student i:main.studentVDB.studentsDB){
if(i.getId().equals(ID)){
return false;
}
}
main.studentVDB.studentsDB.add(newNode);
return true;
}
public boolean delStudent(String ID){
return main.studentVDB.studentsDB.remove(ID);
}
public boolean addCourse(String ID,Course newNode){
for(Course i:main.courseVDB.courseDB){
if(i.getID().equals(ID)){
return false;
}
}
main.courseVDB.courseDB.add(newNode);
return true;
}
public boolean delCourse(String ID){
return main.courseVDB.courseDB.remove(ID);
}
}
package EXPS.Exp06.Exam01.src.com.xzit.business;
import EXPS.Exp06.Exam01.src.com.xzit.main.Main;
import EXPS.Exp06.Exam01.src.com.xzit.vo.Course;
import EXPS.Exp06.Exam01.src.com.xzit.vo.Student;
import java.util.HashSet;
public class StudentBusiness {
public Main main;
public Student nowUser=null;
public StudentBusiness(Main main) {
this.main = main;
}
public StudentBusiness() {
}
public void running(){
System.out.println("欢迎同学"+nowUser.getName());
boolean flag=false;
while (flag==false){
this.printMenu();
int type=main.sc.nextInt();
main.sc.skip("n");
if(type==0){
flag=true;
}
else if(type==1){
System.out.println("输入查询类型 1-所有选修课 2-已选选修课");
int queryType=main.sc.nextInt();
QueryCourseList(queryType);
}
else if(type==2){
System.out.println("请输入选修课程课程号");
String courseID=main.sc.next();
if(addSelectCourse(courseID)==true){
System.out.println("添加成功");
}
else{
System.out.println("添加失败，请检查是否已添加或课程不存在");
}
}
else if(type==3){
System.out.println("确定吗？ 输入Y确定，否则返回");
String confirm=main.sc.nextLine();
if(confirm.equals("Y")){
nowUser.setCourse_Set(new HashSet<>());
System.out.println("删除完成");
}
}
else if(type==4){
System.out.println("请输入要删除的选修课程课程号");
String courseID=main.sc.next();
if(delSelectedCourse(courseID)==true){
System.out.println("删除成功");
}
else{
System.out.println("删除失败，请检查是否已经选修该课程");
}
}
else{
System.out.println("无效的输入");
}
}
}
public void printMenu(){
System.out.println("");
System.out.println("");
System.out.println("|-=****************************学生菜单************************=-|");
System.out.println("| 0-返回 1-查询选课表 2-添加选修课程 3-全部删除已选课程 4-删除某门课程|");
System.out.println("-=**************************************************************=-");
}
public boolean login(){
int count=3;
main.sc.skip("n");
while (count>0) {
System.out.println("请输入账号(学号):");
String username=main.sc.nextLine();
System.out.println("请输入密码：");
String password=main.sc.nextLine();
int flag=test_login(username,password);
if(flag==1) return true;
else if(flag==0) System.out.println("密码错误，你还有"+(--count)+"次机会");
else System.out.println("用户不存在，你还有"+(--count)+"次机会");
if(count==0) System.out.println("退回至主界面");
}
return false;
}
public int test_login(String username,String password){
for (Student i:this.main.studentVDB.studentsDB) {
String ID=i.getId();
if(username.equals(ID)){
if(i.getPassword().equals(password)){
nowUser=i;
return 1;
}
return 0;
}
}
return -1;
}
public void QueryCourseList(int type){
if (type==1) {
if(main.courseVDB.courseDB.size()==0){
System.out.println("暂无课程");
return;
}
for(Course i:main.courseVDB.courseDB){
System.out.println(i);
}
} else {
if(nowUser.getCourse_Set().size()==0){
System.out.println("暂无已选课程");
return;
}
else{
for (Course i:nowUser.getCourse_Set()){
System.out.println(i);
}
}
}
}
public boolean addSelectCourse(String s){
HashSet<Course> selectde=nowUser.getCourse_Set();
for (Course i:selectde){
if(i.getID().equals(s)) return false;
}
for (Course i:main.courseVDB.courseDB){
if(i.getID().equals(s)){
i.getStudents_Set().add(nowUser);
nowUser.getCourse_Set().add(i);
return true;
}
}
return false;
}
public boolean delSelectedCourse(String s){
HashSet<Course> selectde=nowUser.getCourse_Set();
Course node=null;
for (Course i:selectde){
if(i.getID().equals(s)) {
node=i;
}
}
if (node!=null){
nowUser.getCourse_Set().remove(node);
return true;
}
return false;
}
}
package EXPS.Exp06.Exam01.src.com.xzit.params;
import EXPS.Exp06.Exam01.src.com.xzit.vo.Course;
import java.util.ArrayList;
import java.util.List;
public class CourseVDB {
public static List<Course> courseDB=new ArrayList<>();
static {
courseDB.add(new Course("xz01","C++基础"));
courseDB.add(new Course("xz02","Java基础"));
courseDB.add(new Course("xz03","Python基础"));
courseDB.add(new Course("xz04","Pascal基础"));
courseDB.add(new Course("xz05","Kotlin基础"));
courseDB.add(new Course("xz06","go基础"));
}
}
package EXPS.Exp06.Exam01.src.com.xzit.params;
import EXPS.Exp06.Exam01.src.com.xzit.vo.Student;
import java.util.ArrayList;
import java.util.List;
public class StudentVDB {
public static List<Student> studentsDB=new ArrayList<>();
static {
studentsDB.add(new Student("201901","赵一","201901"));
studentsDB.add(new Student("201902","钱二","201902"));
studentsDB.add(new Student("201903","孙三","201903"));
studentsDB.add(new Student("201904","李四","201904"));
studentsDB.add(new Student("201905","周五","201905"));
studentsDB.add(new Student("201906","吴六","201906"));
studentsDB.add(new Student("201907","郑七","201907"));
studentsDB.add(new Student("201908","王八","201908"));
}
}
package EXPS.Exp06.Exam01.src.com.xzit.vo;
import java.util.HashSet;
public class Course {
private String ID;
private String name;
private HashSet<Student> students_Set;
public Course() {
}
public Course(String ID, String name) {
this.ID = ID;
this.name = name;
this.students_Set=new HashSet<>();
}
public String getID() {
return ID;
}
public void setID(String ID) {
this.ID = ID;
}
public String getName() {
return name;
}
public void setName(String name) {
this.name = name;
}
public HashSet<Student> getStudents_Set() {
return students_Set;
}
public void setStudents_Set(HashSet<Student> students_Set) {
this.students_Set = students_Set;
}
@Override
public String toString() {
return "课程号: "+ID+"t"+"课程名" +name;
}
}
package EXPS.Exp06.Exam01.src.com.xzit.vo;
import java.util.HashSet;
public class Student {
private String Id;
private String name;
private String password;
private HashSet<Course> course_Set;
public Student() {
}
public Student(String id,String name, String password) {
this.Id = id;
this.password = password;
this.name=name;
this.course_Set=new HashSet<>();
}
public String getId() {
return Id;
}
public void setId(String id) {
Id = id;
}
public String getPassword() {
return password;
}
public void setPassword(String password) {
this.password = password;
}
public HashSet<Course> getCourse_Set() {
return course_Set;
}
public void setCourse_Set(HashSet<Course> course_Set) {
this.course_Set = course_Set;
}
public String getName() {
return name;
}
public void setName(String name) {
this.name = name;
}
@Override
public String toString() {
return "学号: "+Id+"t"+"姓名 :"+name;
}
}
四、实验总结
通过这次实验，我理解了集合的概念、体系结构、分类及使用场景；掌握了Set接口及主要实现类；List接口及主要实现类；Map接口及主要实现类。
理解了泛型的作用，并掌握类型安全检查在集合中的应用。