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Java 学习笔记（基础篇8）

news 2025/8/24 13:15:35

1. 综合练习：学生信息管理系统

设计一个学生信息管理系统，要求使用数组存储学生对象，并实现学生信息的添加和删除功能。具体需求如下：

① 定义Student类，包含以下属性：

id（int 类型，唯一标识）
name（String 类型，姓名）
age（int 类型，年龄）
提供带参构造方法和相应的 getter 方法

② 实现学生信息管理功能（在StudentTest类中）：

(1) 初始化一个长度为 3 的Student类型数组

(2) 添加 3 个初始学生对象到数组中

(3) 尝试添加第 4 个学生对象，要求：

添加前需检查 id 是否重复（若重复则提示 "当前 id 重复，请修改 id 后再进行添加"）
若数组已满则进行扩容（新数组长度 = 原数组长度 + 1）
尝试删除 id 为 4 的学生对象，要求：
- 先查找该 id 在数组中的索引位置
- 若存在则删除该学生，若不存在则提示 "当前 id 不存在，删除失败"

③ 实现必要的工具方法：

判断数组中是否包含指定 id 的学生（contains方法）
计算数组中非 null 元素的个数（getCount方法）
数组扩容（createNewArr方法）
查找指定 id 在数组中的索引（getIndex方法）
打印数组中所有非 null 的学生信息（printArr方法）

public class StudentTest {public static void main(String[] args) {Student[] arr = new Student[3];Student stu1 = new Student(1,"张三",23);Student stu2 = new Student(2,"李四",24);Student stu3 = new Student(3,"王五",25);arr[0] = stu1;arr[1] = stu2;arr[2] = stu3;Student stu4 = new Student(4,"赵六",26);boolean flag = contains(arr, stu4.getId());if (flag){System.out.println("当前id重复，请修改id后再进行添加");} else{int count = getCount(arr);if (count == arr.length){Student[] newArr = createNewArr(arr);newArr[count] = stu4;} else{arr[count] = stu4;}}int index = getIndex(arr,4);if (index >= 0){arr[index] = null;printArr(arr);} else{System.out.println("当前id不存在，删除失败");}}public static int getIndex(Student[] arr, int id){for (int i = 0; i < arr.length; i++){Student stu = arr[i];if (stu != null){int sid = stu.getId();if (id == sid){return i;}}}return -1;  //不太理解}public static void printArr(Student[] arr){for (int i = 0; i < arr.length; i++) {Student stu = arr[i];if (stu != null){System.out.println(stu.getId() + "," + stu.getName() + "," + stu.getAge());}}}public static Student[] createNewArr(Student[] arr){  //不太理解Student[] newArr = new Student[arr.length + 1];for (int i = 0; i < arr.length; i++) {newArr[i] = arr[i];}return newArr;}public static int getCount(Student[] arr){int count = 0;for (int i = 0; i < arr.length; i++) {if (arr[i] != null){count++;}}return count;}public static boolean contains(Student[] arr, int id){for (int i = 0; i < arr.length; i++) {Student stu = arr[i];if (stu != null){  //不太理解int sid = stu.getId();if(sid == id){return true;}}}return false;}
}

关键逻辑：

① 数组扩容：Java 数组长度一旦创建不可修改，当数组存满元素后，需通过创建新数组实现 “扩容”。

public static Student[] createNewArr(Student[] arr) {// 1. 创建长度比原数组多1的新数组Student[] newArr = new Student[arr.length + 1];// 2. 复制原数组元素到新数组for (int i = 0; i < arr.length; i++) {newArr[i] = arr[i];}// 3. 返回扩容后的新数组return newArr;
}

(1) 关键点 1：

新数组长度 = 原数组长度 + 1，确保有空间容纳新元素。
通过循环复制原数组元素，保证数据不丢失。
扩容后需使用新数组继续操作（原数组已无法存储新元素）。

(2) 关键点 2 ：

Q1：为什么需要形参？

A1：形参 Student[] arr 的作用是：告诉方法 “要对哪个数组进行扩容”。如果没有这个形参，方法就不知道要操作哪个数组，无法实现 “通用的扩容功能”。

Q2：形参和 main 中的 arr 是同一个吗？

A2：不是同一个对象，但它们可以指向同一个数组。

形参 arr：是 createNewArr 方法的局部变量，作用域仅限这个方法内部。
main 中的 arr：是 main 方法的局部变量，作用域仅限 main 方法。

② 空元素安全处理：stu != null 判断：数组中未赋值的位置默认值为 null，直接调用 null 对象的方法会触发 空指针异常

public static boolean contains(Student[] arr, int id) {for (int i = 0; i < arr.length; i++) {Student stu = arr[i];// 关键判断：仅处理非空元素if (stu != null) { int sid = stu.getId(); // 若stu为null，此行会报错if (sid == id) {return true;}}}return false;
}

过滤数组中的空位置（null），只对已存储有效对象的位置进行操作。
是避免空指针异常的核心防御性代码。

③ 目标元素查找标记：return -1：查找元素时，需明确区分 “找到” 和 “未找到” 两种情况。数组索引为非负整数（0,1,2...），需用特殊值表示 “未找到”。

public static int getIndex(Student[] arr, int id) {for (int i = 0; i < arr.length; i++) {Student stu = arr[i];if (stu != null && stu.getId() == id) {return i; // 找到目标，返回索引（非负整数）}}return -1; // 未找到目标，返回-1
}

当循环遍历完整个数组，始终没有找到id匹配的学生时，方法返回-1，明确告诉调用者：“数组中没有这个 id 的学生”，这是编程中约定俗成的写法。

④ if (count == arr.length) 的逻辑意义：这句话的意思是：判断 “已存储的元素数量” 是否等于 “数组总长度”，即数组是否已经存满了。

如果成立（count == arr.length）：
说明数组中已经没有空位置了（所有位置都存了学生对象），此时直接添加新元素会 “装不下”，必须先扩容。
如果不成立（count < arr.length）：
说明数组还有空位置（length 比实际存储的 count 大），可以直接把新元素添加到数组的 count 索引位置（因为数组的前 count 个位置已经存满，第 count 个位置正好是空的）。

2. String 类

(1) String 构造方法：

package com.mochu.project1;public class StringDemo {public static void main(String[] args) {// 推荐用法String name = "末初";System.out.println(name);// 几乎不用String s1 = new String();System.out.println(s1);// 几乎不用String s2 = new String("末初");System.out.println(s2);char[] chars = {'a', 'b', 'c'};String s3 = new String(chars);System.out.println(s3);byte[] bytes = {97, 98, 99, 100};String s4 = new String(bytes);System.out.println(s4);}
}

(2) 构造和直接赋值方式创建对象区别：

通过 new 创建的字符串对象，每一次 new 都会申请一个内存空间，虽然内容相同，但是地址值不同
以直接赋值方式给出的字符串，只要字符序列相同(顺序和大小写)，无论在程序代码中出现几次，JVM 都只会建立一个 String 对象，并在字符串池中维护

(3) 字符串的比较

① == 号的作用

比较基本数据类型：比较的是具体的值
比较引用数据类型：比较的是对象地址值

② equals 方法的作用

3. 综合练习

(1) 题目：字符串字符类型统计

请编写一个 Java 程序，实现对输入字符串中不同类型字符的统计功能。具体要求如下：

程序需要接收用户输入的一个字符串，统计该字符串中：

大写字母（A-Z）的个数
小写字母（a-z）的个数
数字字符（0-9）的个数

分别输出上述三种类型字符的统计结果，每种结果占一行

public class test5 {public static void main(String[] args) {Scanner sc = new Scanner(System.in);System.out.println("请输入一个字符串");String str = sc.next();int bigCount = 0;int smallCount = 0;int numberCount = 0;for (int i = 0; i < str.length(); i++) {char c = str.charAt(i);if (c >= 'a' && c <= 'z') {smallCount++;} else if (c >= 'A' && c <= 'Z') {bigCount++;} else if (c >= '0' && c <= '9') {  //不太理解numberCount++;}}System.out.println(bigCount);System.out.println(smallCount);System.out.println(numberCount);}
}

关键逻辑：

① 为什么 c >= '0' && c <= '9' 能判断数字字符？

在计算机中，所有字符都有对应的ASCII 码值（一个整数）。当你用 c >= '0' 比较时，Java 会自动将字符转换为对应的 ASCII 码值进行比较。
因此：c >= '0' && c <= '9' 等价于 c的ASCII码 >= 48 且 <= 57，这正好是所有数字字符（0-9）的范围。
如果写成 c >= 0 && c <= 9 是错误的，因为字符 '0' 的 ASCII 码是 48，远大于整数 0，这样永远无法判断出数字字符。

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