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勇闯前后端：Java 基础语法 + ATM 同步实现

news 2025/11/14 13:01:08

勇闯前后端：Java 基础语法 + ATM 同步实现

变量、数组、集合（ArrayList, HashMap）

知识点讲解

  • 变量（variable）：Java 是强类型语言，变量声明需要类型。局部变量必须在使用前初始化；成员变量有默认值。
  • 基本类型与引用类型：int, long, double, boolean 是基本类型；String, Integer, ArrayList<T> 是引用类型。
  • 数组（array）：定长、零基索引。语法：int[] a = new int[5]; 或 int[] b = {1,2,3};。
  • 集合（Collections）：Java 提供 List, Map 等接口。常用实现：ArrayList（动态数组）、HashMap（键值对，无序、基于哈希）。
  • 自动装箱/拆箱：Integer 与 int 之间的自动转换，但注意 == 比较包装类和基本类型的陷阱。

我们可以试一下：

import java.util.*;public class Day15Examples {public static void main(String[] args) {// 变量double balance = 1000.0;// 数组int[] history = {100, -50, 200};// ArrayListArrayList<String> names = new ArrayList<>();names.add("Alice");names.add("Bob");// HashMapHashMap<String, Double> users = new HashMap<>();users.put("Alice", 1000.0);users.put("Bob", 500.0);System.out.println("Alice balance: " + users.get("Alice"));}
}

练习题

  1. 写一个方法，接受 ArrayList<Integer>，返回最大值（若列表为空抛出 IllegalArgumentException）。
  2. 使用 HashMap<String, Double> 模拟 3 个用户余额，写方法从 Map 中按用户名取余额并格式化输出 "Alice: 1000.00"。
参考答案（简要）
public static int max(ArrayList<Integer> list) {if (list == null || list.isEmpty()) throw new IllegalArgumentException("empty");int m = list.get(0);for (int v : list) m = Math.max(m, v);return m;
}

public static String fmtBalance(HashMap<String, Double> m, String user) {Double b = m.get(user);return String.format("%s: %.2f", user, b == null ? 0.0 : b);
}

函数与类的定义

  • 类（class）与对象（object）：类是模板，对象是实例。成员变量（字段）和方法定义对象的状态与行为。
  • 方法（method）签名：返回类型、方法名、参数列表。重载是方法名相同但参数不同。
  • 构造器（constructor）：用于初始化对象。若不定义，编译器提供默认无参构造器。
  • 访问修饰符：public, protected, private, package-private（默认）。封装（encapsulation）通过 private 字段 + public getter/setter 实现。
public class Account {private double balance;public Account(double initial) {this.balance = initial;}public double getBalance() { return balance; }public void deposit(double amount) {if (amount < 0) throw new IllegalArgumentException("amount must be >= 0");balance += amount;}public void withdraw(double amount) {if (amount < 0) throw new IllegalArgumentException("amount must be >= 0");if (amount > balance) throw new IllegalArgumentException("insufficient funds");balance -= amount;}
}

练习题

  1. 编写 User 类，字段：String username; Account account;，写构造器和 toString()。
  2. 写静态工具方法 transfer(Account from, Account to, double amount)，在 from 中减，在 to 中加（不做线程同步，简单版本）。
参考答案（简要）
public class User {private String username;private Account account;public User(String username, Account account) {this.username = username;this.account = account;}@Overridepublic String toString() {return username + ": " + account.getBalance();}
}

public static void transfer(Account from, Account to, double amount) {from.withdraw(amount);to.deposit(amount);
}

封装、继承与接口（理论 + 简单代码）

  • 封装（Encapsulation）：把实现细节隐藏在类中，暴露必要的接口（getter/setter）。优点：维护性和安全性更高。
  • 继承（Inheritance）：子类继承父类的字段与方法。使用 extends。注意 Java 的单继承限制（类只能继承一个类）。
  • 接口（Interface）：定义行为契约，类通过 implements 实现。Java 8+ 支持接口默认方法和静态方法。
  • 面向接口编程（Program to an interface）：使用接口作为变量类型可以提高灵活性。
public interface Transaction {void execute();
}public class DepositTransaction implements Transaction {private Account acc;private double amount;public DepositTransaction(Account acc, double amount) {this.acc = acc; this.amount = amount;}public void execute() { acc.deposit(amount); }
}public class SavingsAccount extends Account {private double interestRate;public SavingsAccount(double init, double rate) {super(init);this.interestRate = rate;}public void applyInterest() {deposit(getBalance() * interestRate);}
}
  1. 写一个 Transaction 实现 TransferTransaction，在 execute() 中把金额从一个账户转到另一个账户。
  2. 设计一个 AuditableAccount（继承 Account），在 deposit/withdraw 中打印日志（或记录到列表）。
参考答案（简要）
public class TransferTransaction implements Transaction {private Account from, to; private double amount;public TransferTransaction(Account from, Account to, double amount) {this.from = from; this.to = to; this.amount = amount;}public void execute() {from.withdraw(amount);to.deposit(amount);}
}

public class AuditableAccount extends Account {private List<String> logs = new ArrayList<>();public AuditableAccount(double init) { super(init); }@Override public void deposit(double amount) {super.deposit(amount);logs.add("deposit:"+amount);}@Override public void withdraw(double amount) {super.withdraw(amount);logs.add("withdraw:"+amount);}
}

实现 ATM v0.1（Java 版）

目标与分解

  • 功能：登录（按用户名）、查询余额、存款、取款、退出、简单转账（可选）
  • 数据结构：HashMap<String, Account> 管理账户
  • 用户体验：命令行菜单循环
  • 线程安全（同步）：示范 synchronized 方法或使用 ReentrantLock，以防未来多线程并发访问账户
import java.util.*;/*** Simple thread-safe bank account.*/
class Account {private double balance;public Account(double initial) { this.balance = initial; }/*** Deposit into account (thread-safe).*/public synchronized void deposit(double amount) {if (amount < 0) throw new IllegalArgumentException("amount must be >= 0");balance += amount;}/*** Withdraw from account (thread-safe).*/public synchronized void withdraw(double amount) {if (amount < 0) throw new IllegalArgumentException("amount must be >= 0");if (amount > balance) throw new IllegalArgumentException("insufficient funds");balance -= amount;}public synchronized double getBalance() { return balance; }
}/** Simple user holder */
class User {private final String username;private final Account account;public User(String username, Account account) {this.username = username; this.account = account;}public String getUsername() { return username; }public Account getAccount() { return account; }
}/** ATM controller */
class ATM {private final HashMap<String, User> users = new HashMap<>();private User current = null;private final Scanner sc = new Scanner(System.in);public ATM() {// sample datausers.put("Alice", new User("Alice", new Account(1000.0)));users.put("Bob", new User("Bob", new Account(500.0)));}public void run() {while (true) {if (current == null) showLoginMenu();else showUserMenu();}}private void showLoginMenu() {System.out.println("--- ATM ---");System.out.print("Enter username (or 'exit'): ");String line = sc.nextLine().trim();if (line.equalsIgnoreCase("exit")) { System.exit(0); }if (users.containsKey(line)) {current = users.get(line);System.out.println("Login success: " + current.getUsername());} else {System.out.println("Unknown user. Try again.");}}private void showUserMenu() {System.out.println("\n--- Menu for " + current.getUsername() + " ---");System.out.println("1) Query balance");System.out.println("2) Deposit");System.out.println("3) Withdraw");System.out.println("4) Logout");System.out.print("Choose: ");String choice = sc.nextLine().trim();try {switch (choice) {case "1":System.out.printf("Balance: %.2f\n", current.getAccount().getBalance());break;case "2":double d = readDouble("Deposit amount: ");current.getAccount().deposit(d);System.out.println("Deposited.");break;case "3":double w = readDouble("Withdraw amount: ");current.getAccount().withdraw(w);System.out.println("Withdrawn.");break;case "4":current = null; System.out.println("Logged out.");break;default:System.out.println("Invalid option.");}} catch (IllegalArgumentException e) {System.out.println("Error: " + e.getMessage());}}private double readDouble(String prompt) {while (true) {System.out.print(prompt);String line = sc.nextLine().trim();try { return Double.parseDouble(line); }catch (NumberFormatException e) { System.out.println("Please enter a valid number."); }}}
}public class Main {public static void main(String[] args) {ATM atm = new ATM();atm.run();}
}
http://www.dtcms.com/a/607054.html

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