Blog-3#PTA7、8次作业以及期末总结
一、前言：
本次Blog用于总结最后一阶段的Java学习，主要总结PTA第七次、第八次作业以及期末测试的问题。
PTA第七次作业，题目有：HashMap检索、HashMap排序、课程统计程序-2、以及动物发声模拟器。
PTA第八次作业，题目有：ArrayList排序、课程成绩统计-3、身份证排序、自定义接口、以及覆盖。
期末测试：题目有：立方体问题、魔方问题、魔方排序问题、销售步枪问题。
总的来说，这三次作业的题量适中，难度也不像之前一样很容易，涉及的知识点都很全面，基本上课讲得知识点全都覆盖到了。也能让我们有足够的练习。
两次迭代题，课程成绩统计也像之前的菜单题一样都有很明确的迭代方向，我们需要在明确迭代方向的基础上进行编程。
对于期末测试，其实题目难度不大，其实是为了锻炼我们的面向对象编程思想，但是我在本次测试中并没有得到完全的发挥，很可惜。
二、设计与分析：
第七次PTA作业：
7-1 容器-HashMap-检索
分数 10
作者 蔡轲
单位 南昌航空大学
输入多个学生的成绩信息，包括：学号、姓名、成绩。
学号是每个学生的唯一识别号，互不相同。
姓名可能会存在重复。
使用HashMap存储学生信息，并实现根据学号的检索功能
输入格式:
输入多个学生的成绩信息，每个学生的成绩信息格式：学号+英文空格+姓名+英文空格+成绩
以“end”为输入结束标志
end之后输入某个学号，执行程序输出该生的详细信息
输出格式:
输出查询到的学生信息格式：学号+英文空格+姓名+英文空格+成绩
如果没有查询到，则输出："The student "+查询的学号+" does not exist"
输入样例1:
在这里给出一组输入。例如：
20201107 张少军 83
20201116 李四 78
20201118 郑觉先 80
end
20201116
输出样例1:
在这里给出相应的输出。例如：
20201116 李四 78
输入样例2:
在这里给出一组输入。例如：
20201107 张少军 83
20201116 李四 78
20201118 郑觉先 80
end
20202316
输出样例2:
在这里给出相应的输出。例如：
The student 20202316 does not exist
本题知识点正如题目所说，是HashMap的检索，需要对存入HashMap的数据进行查找，这也是本题的难点，代码如下：
import java.util.HashMap;
import java.util.Scanner;
public class Main {
public static void main(String[] args) {
Scanner sc = new Scanner(System.in);
HashMap<String,String> get = new HashMap<String,String>();
while(true){
String input=sc.nextLine();
if(input.equals("end"))
break;
String[] MSG=input.split(" ");
get.put(MSG[0],MSG[1]+" "+MSG[2]);
System.out.print(get);
}
/* String ID=sc.nextLine();
String result=get.get(ID);
if(result!=null)
System.out.println(ID+" "+result);
else
System.out.println("The student "+ID+" does not exist");
*/
}
}
因为HashMap是以数据对的形式保存数据，所以要将输入的数据进行处理，将其分割然后再存入HashMap，最后在进行查找就可以了。
复杂度报表如下：
本题需要注意的就是Hash Map保存数据的形式。
7-2 容器-HashMap-排序
分数 10
作者 蔡轲
单位 南昌航空大学
输入多个学生的成绩信息，包括：学号、姓名、成绩。
学号是每个学生的唯一识别号，互不相同。
姓名可能会存在重复。
要求：使用HashMap存储学生信息。
输入格式:
输入多个学生的成绩信息，每个学生的成绩信息格式：学号+英文空格+姓名+英文空格+成绩
以“end”为输入结束标志
输出格式:
按学号从大到小的顺序输出所有学生信息，每个学生信息的输出格式：学号+英文空格+姓名+英文空格+成绩
输入样例:
在这里给出一组输入。例如：
20201124 张少军 83
20201136 李四 78
20201118 郑觉先 80
end
输出样例:
在这里给出相应的输出。例如：
20201136 李四 78
20201124 张少军 83
20201118 郑觉先 80
本题是在上一题的基础上进行应用，将输入的数据存入HashMap，然后按照特定顺序进行排列。
代码如下：
import java.util.*;
public class Main {
public static void main(String[] args) {
HashMap<String, String[]> map = new HashMap<>();
Scanner input = new Scanner(System.in);
String nextLine = input.nextLine();
while (!nextLine.equals("end")) {
String[] sr = nextLine.split(" ");
String[] a = new String[2];
a[0] = sr[1];
a[1] = sr[2];
map.put(sr[0], a);
nextLine = input.nextLine();
}
List<String> key = new ArrayList<>();
for(Map.Entry<String, String[]> map1 : map.entrySet()) {
key.add(map1.getKey());
}
key.sort(Comparator.naturalOrder());
for (int i = key.size()-1; i >= 0; i--) {
System.out.print(key.get(i));
String[] nameAndScore = map.get(key.get(i));
System.out.println(" " +nameAndScore[0]+" "+nameAndScore[1]);
}
}
}
本题在上一题的基础上进行排序，运用Sotr()函数对数据进行排序。复杂度情况：
前两题难度不大，主要是让我们了解HashMap的知识与用法。
7-3 课程成绩统计程序-2
分数 60
作者 蔡轲
单位 南昌航空大学
课程成绩统计程序-2在第一次的基础上增加了实验课，以下加粗字体显示为本次新增的内容。
某高校课程从性质上分为：必修课、选修课、实验课，从考核方式上分为：考试、考察、实验。
考试的总成绩由平时成绩、期末成绩分别乘以权重值得出，比如平时成绩权重0.3，期末成绩权重0.7，总成绩=平时成绩*0.3+期末成绩*0.7。
考察的总成绩直接等于期末成绩
实验的总成绩等于课程每次实验成绩的平均分
必修课的考核方式必须为考试，选修课可以选择考试、考察任一考核方式。实验课的成绩必须为实验。
1、输入：
包括课程、课程成绩两类信息。
课程信息包括：课程名称、课程性质、考核方式（可选，如果性质是必修课，考核方式可以没有）三个数据项。
课程信息格式：课程名称+英文空格+课程性质+英文空格+考核方式
课程性质输入项：必修、选修、实验
考核方式输入选项：考试、考察、实验
考试/考查课程成绩信息包括：学号、姓名、课程名称、平时成绩（可选）、期末成绩
考试/考查课程信息格式：学号+英文空格+姓名+英文空格+课程名称+英文空格+平时成绩+英文空格+期末成绩
实验课程成绩信息包括：学号、姓名、课程名称、实验次数、每次成绩
实验次数至少4次，不超过9次
实验课程信息格式：学号+英文空格+姓名+英文空格+课程名称+英文空格+实验次数+英文空格+第一次实验成绩+...+英文空格+最后一次实验成绩
以上信息的相关约束：
1）平时成绩和期末成绩的权重默认为0.3、0.7
2）成绩是整数，不包含小数部分，成绩的取值范围是【0,100】
3）学号由8位数字组成
4）姓名不超过10个字符
5）课程名称不超过10个字符
6）不特别输入班级信息，班级号是学号的前6位。
2、输出：
输出包含三个部分，包括学生所有课程总成绩的平均分、单门课程成绩平均分、单门课程总成绩平均分、班级所有课程总成绩平均分。
为避免误差，平均分的计算方法为累加所有符合条件的单个成绩，最后除以总数。
1）学生课程总成绩平均分按学号由低到高排序输出
格式：学号+英文空格+姓名+英文空格+总成绩平均分
如果某个学生没有任何成绩信息，输出：学号+英文空格+姓名+英文空格+"did not take any exams"
2）单门课程成绩平均分分为三个分值：平时成绩平均分（可选）、期末考试平均分、总成绩平均分，按课程名称的字符顺序输出
考试/考察课程成绩格式：课程名称+英文空格+平时成绩平均分+英文空格+期末考试平均分+英文空格+总成绩平均分
实验课成绩格式：课程名称+英文空格+总成绩平均分
如果某门课程没有任何成绩信息，输出：课程名称+英文空格+"has no grades yet"
3）班级所有课程总成绩平均分按班级由低到高排序输出
格式：班级号+英文空格+总成绩平均分
如果某个班级没有任何成绩信息，输出：班级名称+英文空格+ "has no grades yet"
异常情况：
1）如果解析某个成绩信息时，课程名称不在已输入的课程列表中，输出：学号+英文空格+姓名+英文空格+":"+课程名称+英文空格+"does not exist"
2）如果解析某个成绩信息时，输入的成绩数量和课程的考核方式不匹配，输出：学号+英文空格+姓名+英文空格+": access mode mismatch"
以上两种情况如果同时出现，按第一种情况输出结果。
3）如果解析某个课程信息时，输入的课程性质和课程的考核方式不匹配，输出：课程名称+" : course type & access mode mismatch"
4）格式错误以及其他信息异常如成绩超出范围等，均按格式错误处理，输出"wrong format"
5）若出现重复的课程/成绩信息，只保留第一个课程信息，忽略后面输入的。
信息约束：
1）成绩平均分只取整数部分，小数部分丢弃
参考类图（与第一次相同，其余内容自行补充）：
输入样例1:
在这里给出一组输入。例如：
java 实验 实验
20201103 张三 java 4 70 80 90
end
输出样例1:
在这里给出相应的输出。例如：
20201103 张三 : access mode mismatch
20201103 张三 did not take any exams
java has no grades yet
202011 has no grades yet
输入样例2:
在这里给出一组输入。例如：
java 实验 实验
20201103 张三 java 3 70 80 90
end
输出样例2:
在这里给出相应的输出。例如：
wrong format
java has no grades yet
输入样例3:
在这里给出一组输入。例如：
java 必修 实验
20201103 张三 java 3 70 80 90 100
end
输出样例3:
在这里给出相应的输出。例如：
java : course type & access mode mismatch
wrong format
输入样例4:
在这里给出一组输入。例如：
java 必修 实验
20201103 张三 java 4 70 80 90 105
end
输出样例4:
在这里给出相应的输出。例如：
java : course type & access mode mismatch
wrong format
输入样例5:
在这里给出一组输入。例如：
java 选修 考察
C语言 选修 考察
java实验 实验 实验
编译原理 必修 考试
20201101 王五 C语言 76
20201216 李四 C语言 78
20201307 张少军 编译原理 82 84
20201103 张三 java实验 4 70 80 90 100
20201118 郑觉先 java 80
20201328 刘和宇 java 77
20201220 朱重九 java实验 4 60 60 80 80
20201132 王萍 C语言 40
20201302 李梦涵 C语言 68
20201325 崔瑾 编译原理 80 84
20201213 黄红 java 82
20201209 赵仙芝 java 76
end
输出样例5:
在这里给出相应的输出。例如：
20201101 王五 76
20201103 张三 85
20201118 郑觉先 80
20201132 王萍 40
20201209 赵仙芝 76
20201213 黄红 82
20201216 李四 78
20201220 朱重九 70
20201302 李梦涵 68
20201307 张少军 83
20201325 崔瑾 82
20201328 刘和宇 77
C语言 65 65
java 78 78
java实验 77
编译原理 81 84 82
202011 70
202012 76
202013 77
本题在最初的形态的基础上增加了实验以及新的考试方式，解题思路就是对输入的数据进行分类，最后再对不同的数据进行整合，最后按照个人成绩，班级成绩、课程成绩分别输出。
代码如下：
import java.util.Scanner;
import java.util.ArrayList;
import java.util.Collections;
import java.text.Collator;
import java.util.Comparator;
import java.util.Locale;
//public class Main {
public class Main {
public static void main(String[] args) {
Scanner input = new Scanner(System.in);
String nextLine = input.nextLine();
ParseInput handle=new ParseInput();
while (!nextLine.equals("end"))
{
handle.parseInput(nextLine);//解析用户输入的每一行数据
nextLine = input.nextLine();
}
handle.showStudents();
handle.showCourses();
handle.showClasses();
}
}
class myClass implements Comparable<myClass>{
private String ID;
ArrayList<Student> listStudent=new ArrayList<>();
void addStudent(Student stu){
listStudent.add(stu);
}
public myClass(String ID) {
this.ID = ID;
}
public String getID() {
return ID;
}
@Override
public int compareTo(myClass myclass){
return ID.compareTo(myclass.getID());
}
}
class Choose {
Course course;
Student student;
Score score;
public Course getCourse() {
return course;
}
public Student getStudent() {
return student;
}
public Choose(Course course, Student student, Score score) {
this.course = course;
this.student = student;
this.score = score;
}
}
abstract class Score{
protected int Score2;//期末
protected int totalScore;
public int getTotalScore() {
return totalScore;
}
public int getFinalScore() {
return Score2;
}
Score(int finalScore){this.Score2=finalScore;}
}
class ksScore extends Score{
private int Score1;//平时
public int getUsualScore() {
return Score1;
}
ksScore(int usualScore, int finalScore){
super(finalScore);
this.Score1=usualScore;
this.totalScore=(int)(finalScore*0.7+usualScore*0.3);
}
}
class kcScore extends Score{
kcScore(int finalScore){
super(finalScore);
this.totalScore=finalScore;
}
}
class kbScore extends Score{
private int ScoreSum;//实验分总和
private int time;
kbScore(int time,int sum){
super(sum);
this.ScoreSum=sum;
this.totalScore=sum/time;
this.time =time;
}
public int getScoreSum() {
return ScoreSum/time;
}
}
class Course implements Comparable<Course>{
private String csName;
private String csCharacter;
private String csExamine;
public Course(String csName, String csCharacter, String csExamine) {
this.csName = csName;
this.csCharacter = csCharacter;
this.csExamine = csExamine;
}
public String getCsName() {
return csName;
}
public String getCsCharacter() {
return csCharacter;
}
public String getCsExamine() {
return csExamine;
}
@Override
public int compareTo(Course o) {
Comparator<Object> compare = Collator.getInstance(Locale.CHINA);
return compare.compare(csName,o.getCsName());
}
}
class Student implements Comparable<Student>{
private String stuNumber;
private myClass myclass;
private String stuName;
public Student(String stuNumber, String stuName) {
this.stuName=stuName;
this.stuNumber=stuNumber;
}
public String getStNumber() {
return stuNumber;
}
public String getStName() {
return stuName;
}
@Override
public int compareTo(Student student){
return getStNumber().compareTo(student.getStNumber());
}
}
class InputMatching {
static String stuNumMatching = "[0-9]{8}";//8个0-9的数字
static String stuNameMatching = "\\S{1,10}";//1到10个非空格（TAB）字符
static String scoreMatching = "([1-9]?[0-9]|100)";
static String courseNameMatching = "\\S{1,10}";//1到10个非空格（TAB）字符
static String courseTypeMatching = "(选修|必修|实验)";
static String checkcourseTypeMatching = "(考试|考察|实验)";
//cousrInput用于定义课程信息模式（正则表达式）
static String courseInput = courseNameMatching + " " + courseTypeMatching + " " + checkcourseTypeMatching;
//scoreInput用于定义成绩信息模式（正则表达式）
static String scoreInput = stuNumMatching + " " + stuNameMatching + " " + courseNameMatching + " " + scoreMatching;
static String scoreInput1 = stuNumMatching + " " + stuNameMatching + " " + courseNameMatching + " " + scoreMatching + " "+scoreMatching;
static String scoreInput2 = stuNumMatching + " " + stuNameMatching + " " + courseNameMatching + " " + scoreMatching + " "+scoreMatching+ " " + scoreMatching + " "+scoreMatching+ " "+scoreMatching;
public static int matchingInput(String s) {
if (matchingCourse(s)) {
return 1;
}
if (matchingScore(s)) {
return 2;
}
return 0;
}
private static boolean matchingCourse(String s) {
return s.matches(courseInput);
}
private static boolean matchingScore(String s) {
return (s.matches(scoreInput)||s.matches(scoreInput1)||s.matches(scoreInput2));
}
}
class ParseInput{
ArrayList<Course> courseArrayList = new ArrayList<>();
ArrayList<Student> studentArrayList = new ArrayList<>();
ArrayList<Choose> chooseArrayList = new ArrayList<>();
ArrayList<myClass> classArrayList = new ArrayList<>();
public void parseInput(String nextLine) {
String[] arraylist = nextLine.split(" ");
switch (InputMatching.matchingInput(nextLine)){
case 1:
inputCourse(arraylist);
break;
case 2:
inputScore(arraylist);
break;
case 0:
System.out.println("wrong format");
break;
}
}
Course getCourse(String courseName){
for (Course course : courseArrayList) {
if (course.getCsName().equals(courseName))
return course;
}
return null;
}
myClass getclass(String classId){
for (myClass myClass : classArrayList) {
if (myClass.getID().equals(classId))
return myClass;
}
return null;
}
Student getStudent(String stuId){
for (Student student : studentArrayList) {
if (student.getStNumber().equals(stuId))
return student;
}
return null;
}
private void inputScore(String[] a){
myClass myclass;
Student student;
myclass=getclass(a[0].substring(0,6));
if(myclass==null){
myclass=new myClass(a[0].substring(0,6));
classArrayList.add(myclass);
}
student=getStudent(a[0]);
if(student==null){
student=new Student(a[0], a[1]);
studentArrayList.add(student);
myclass.addStudent(student);
}
Course course=getCourse(a[2]);
if(course==null){
System.out.println(a[2]+" does not exist");
return;
}
if(!checkGrade(a,course))
return;
Score score;
if(a.length==4){
score=new kcScore(Integer.parseInt(a[3]));
}else if(a.length==5){
score=new ksScore(Integer.parseInt(a[3]),Integer.parseInt(a[4]));
}
else {
int sum=0;
for(int i=0;i<Integer.parseInt(a[3]);i++)
{
sum+=(Integer.parseInt(a[4+i]));
}
score=new kbScore(Integer.parseInt(a[3]),sum);
}
if(existChooseCourse(student,course)) return;
Choose chooseCourse = new Choose(course, student, score);
chooseArrayList.add(chooseCourse);
}
public void inputCourse(String[] a){
Course course = new Course(a[0],a[1],a[2]);
if(!checkCourse(course))
return;
if(getCourse(a[0])==null){
course=new Course(a[0], a[1], a[2]);
courseArrayList.add(course);
}
}
boolean checkCourse(Course course){
if(course.getCsCharacter().equals("必修")&&course.getCsExamine().equals("考试"))
return true;
if(course.getCsCharacter().equals("选修")&&course.getCsExamine().equals("考试"))
return true;
if(course.getCsCharacter().equals("选修")&&course.getCsExamine().equals("考察"))
return true;
if(course.getCsCharacter().equals("实验")&&course.getCsExamine().equals("实验"))
return true;
System.out.println(course.getCsName()+" : course type & access mode mismatch");
return false;
}
boolean existChooseCourse(Student stu,Course course){
for (Choose choose : chooseArrayList) {
if (choose.getCourse().getCsName().equals(course.getCsName())) {
if (choose.getStudent().getStName().equals(stu.getStName()))
return true;
}
}
return false;
}
private boolean checkGrade(String[] items,Course course){
String courseType=course.getCsExamine();
if(courseType.equals("考试")&&items.length==5){
return true;
}
if(courseType.equals("考察")&&items.length==4){
return true;
}
if(courseType.equals("实验")&&items.length==8){
return true;
}
System.out.println(items[0]+" "+items[1]+" : access mode mismatch");
return false;
}
public static int getAvagScore1(ArrayList<Choose> courseSelects)//平时
{
int sum = 0;
for(Choose cs : courseSelects)
{
sum +=((ksScore)(cs.score)).getUsualScore();
}
return sum/courseSelects.size();
}
public int getAvagScore2(ArrayList<Choose> courseSelects)//期末
{
int sum =0;
for(Choose cs : courseSelects)
{
sum += cs.score.getFinalScore();
}
return sum/courseSelects.size();
}
public int getAvagScore3(ArrayList<Choose> courseSelects)//实验
{
int sum =0;
for(Choose cs : courseSelects)
{
sum += ((kbScore)(cs.score)).getScoreSum();
}
return sum/courseSelects.size();
}
public int getAvgTotalScore(ArrayList<Choose> listChooseCourse)
{
int sum =0;
for(Choose cs : listChooseCourse)
{
sum +=cs.score.getTotalScore();
}
return sum/listChooseCourse.size();
}
public ArrayList<Choose> getStudentSelects(String stNumber) {
ArrayList<Choose> stus = new ArrayList<>();
for (Choose choose : chooseArrayList) {
if (choose.student.getStNumber().equals(stNumber)) {
stus.add(choose);
}
}
if(stus.size()!=0)
return stus;
else return null;
}
public ArrayList<Choose> getCourseSelects(String courseName){
ArrayList<Choose> courses = new ArrayList<>();
for (Choose choose : chooseArrayList) {
if (choose.course.getCsName().equals(courseName)) {
courses.add(choose);
}
}
if(courses.size()!=0)
return courses;
else return null;
}
public ArrayList<Choose> getClassSelects(String classID){
ArrayList<Choose> classes = new ArrayList<>();
for (Choose choose : chooseArrayList) {
if (choose.student.getStNumber().substring(0, 6).equals(classID)) {
classes.add(choose);
}
}
if(classes.size()!=0)
return classes;
else return null;
}
public void showStudents() {
Collections.sort(studentArrayList);
for (Student student : studentArrayList) {
ArrayList<Choose> stuCourseSelects = getStudentSelects(student.getStNumber());
if (stuCourseSelects != null) {
System.out.println(student.getStNumber() + " " + student.getStName() + " " + getAvgTotalScore(stuCourseSelects));
} else {
System.out.println(student.getStNumber() + " " + student.getStName() + " " + "did not take any exams");
}
}
}
public void showCourses() {
Collections.sort(courseArrayList);
for (Course course : courseArrayList) {
ArrayList<Choose> CourseSelects = getCourseSelects(course.getCsName());
if (CourseSelects != null) {
if (course.getCsExamine().equals("考试"))
System.out.println(course.getCsName() + " " + getAvagScore1(CourseSelects) + " " + getAvagScore2(CourseSelects) + " " + getAvgTotalScore(CourseSelects));
if (course.getCsExamine().equals("考察"))
System.out.println(course.getCsName() + " " + getAvagScore2(CourseSelects) + " " + getAvgTotalScore(CourseSelects));
if (course.getCsExamine().equals("实验"))
System.out.println(course.getCsName() + " " + getAvagScore3(CourseSelects));
} else {
System.out.println(course.getCsName() + " has no grades yet");
}
}
}
public void showClasses() {
Collections.sort(classArrayList);
for (myClass myClass : classArrayList) {
ArrayList<Choose> stuClassSelects = getClassSelects(myClass.getID());
if (stuClassSelects != null) {
System.out.println(myClass.getID() + " " + getAvgTotalScore(stuClassSelects));
} else {
System.out.println(myClass.getID() + " " + "has no grades yet");
}
}
}
}
对于本题我的思路是对输入的数据进行分别处理，录入课程、录入学生成绩、进行相应处理后在输出。
复杂度：
类图：
感觉自己还是没有处理得好，没有明确整个题的思路。
7-4 动物发声模拟器（多态）
分数 20
作者 刘凤良
单位 天津仁爱学院
设计一个动物发生模拟器，用于模拟不同动物的叫声。比如狮吼、虎啸、狗旺旺、猫喵喵……。
定义抽象类Animal，包含两个抽象方法：获取动物类别getAnimalClass()、动物叫shout()；
然后基于抽象类Animal定义狗类Dog、猫类Cat和山羊Goat，用getAnimalClass()方法返回不同的动物类别（比如猫，狗，山羊），用shout()方法分别输出不同的叫声（比如喵喵、汪汪、咩咩）。
最后编写AnimalShoutTest类测试，输出：
猫的叫声：喵喵
狗的叫声：汪汪
山羊的叫声：咩咩
其中，在AnimalShoutTestMain类中，用speak(Animal animal){}方法输出动物animal的叫声，在main()方法中调用speak()方法，分别输出猫、狗和山羊对象的叫声。
请在下面的【】处添加代码。
//动物发生模拟器. 请在下面的【】处添加代码。
public class AnimalShoutTest2 {
public static void main(String[] args) {
Cat cat = new Cat();
Dog dog = new Dog();
Goat goat = new Goat();
speak(cat);
speak(dog);
speak(goat);
}
//定义静态方法speak()
【】
}
//定义抽象类Animal
【】class Animal{
【】
}
//基于Animal类，定义猫类Cat，并重写两个抽象方法
class Cat 【】{
【】
【】
}
//基于Animal类，定义狗类Dog，并重写两个抽象方法
class Dog 【】{
【】
【】
}
//基于Animal类，定义山羊类Goat，并重写两个抽象方法
class Goat 【】{
【】
【】
}
输入样例:
输出样例:
猫的叫声：喵喵
狗的叫声：汪汪
山羊的叫声：咩咩
本题虽然简单，但是旨在让我们理解Java中多态的用法以及形式，让我们有能够练习多态的一次机会。代码如下：
//动物发生模拟器. 请在下面的【】处添加代码。
public class Main {
public static void main(String[] args) {
Cat cat = new Cat();
Dog dog = new Dog();
Goat goat = new Goat();
speak(cat);
speak(dog);
speak(goat);
}
//定义静态方法speak()
static void speak(Animal animal)
{
System.out.println(animal.type()+"的叫声："+animal.sound());
}
}
//定义抽象类Animal
abstract class Animal{
abstract String type();
abstract String sound();
}
//基于Animal类，定义猫类Cat，并重写两个抽象方法
class Cat extends Animal{
String type()
{
return "猫";
}
String sound ()
{
return "喵喵";
}
}
//基于Animal类，定义狗类Dog，并重写两个抽象方法
class Dog extends Animal{
String type()
{
return "狗";
}
String sound ()
{
return "汪汪";
}
}
//基于Animal类，定义山羊类Goat，并重写两个抽象方法
class Goat extends Animal{
String type()
{
return "山羊";
}
String sound ()
{
return "咩咩";
}
}
我感觉多态这个知识点很有用处，尤其是在我们遇到有很强结构性的题目的时候，写一个抽象类，所有的类都可以使用其中的方法。
类图如下：
需要注意的是抽象类的设定。
第八次PTA作业：
7-1 容器-ArrayList-排序
分数 12
作者 蔡轲
单位 南昌航空大学
题目描述
编辑
输入多个学生的成绩信息，包括：学号、姓名、数学成绩、物理成绩。
学号是每个学生的唯一识别号，互不相同。
姓名可能会存在重复。
要求：使用ArrayList存储学生信息。
输入格式:
输入多个学生的成绩信息，每个学生的成绩信息格式：学号+英文空格+姓名+英文空格+数学成绩+英文空格+物理成绩
以“end”为输入结束标志
输出格式:
按数学/物理成绩之和从高到低的顺序输出所有学生信息，每个学生信息的输出格式：学号+英文空格+姓名+英文空格+数学/物理成绩之和
成绩相同的情况，按输入的先后顺序输出。
输入样例:
在这里给出一组输入。例如：
20201124 张少军 83 75
20201136 李四 78 86
20201118 郑觉先 80 62
end
输出样例:
在这里给出相应的输出。例如：
20201136 李四 164
20201124 张少军 158
20201118 郑觉先 142
与前一次的排序思路相同，不过本次作业要求使用的是ArrayList，对输入的数据进行排序。
代码如下：
import java.util.Scanner;
import java.util.List;
import java.util.ArrayList;
import java.util.Collections;
public class Main {
public static void main(String[] args) {
Scanner reader = new Scanner(System.in);
List<Student> students = new ArrayList<>();
while (reader.hasNextLine()) {
String line = reader.nextLine().trim();
if ("end".equals(line)) {
break;
} else {
String[] infos = line.split(" ");
Student student = new Student(infos[0], infos[1], Integer.parseInt(infos[2]), Integer.parseInt(infos[3]));
students.add(student);
}
}
Collections.sort(students, (a, b) -> {
int abSum = a.math + a.physic;
int bbSum = b.math + b.physic;
if (abSum != bbSum) {
return bbSum - abSum;
} else {
return students.indexOf(a) - students.indexOf(b);
}
});
for (Student student : students) {
System.out.println(String.format("%s %s %d", student.num, student.name, student.math + student.physic));
}
}
static class Student {
String num;
String name;
int math;
int physic;
public Student(String num, String name, int math, int physic) {
this.num = num;
this.name = name;
this.math = math;
this.physic = physic;
}
}
}
同上一次作业相同的思路，但是需要注意的是ArrayList不同于HashMap，二者的数据存储形式不同。
7-2 课程成绩统计程序-3
分数 64
作者 蔡轲
单位 南昌航空大学
课程成绩统计程序-3在第二次的基础上修改了计算总成绩的方式，
要求：修改类结构，将成绩类的继承关系改为组合关系，成绩信息由课程成绩类和分项成绩类组成，课程成绩类组合分项成绩类，分项成绩类由成绩分值和权重两个属性构成。
完成课程成绩统计程序-2、3两次程序后，比较继承和组合关系的区别。思考一下哪一种关系运用上更灵活，更能够适应变更。
题目最后的参考类图未做修改，大家根据要求自行调整，以下内容加粗字体显示的内容为本次新增的内容。
某高校课程从性质上分为：必修课、选修课、实验课，从考核方式上分为：考试、考察、实验。
考试的总成绩由平时成绩、期末成绩分别乘以权重值得出，比如平时成绩权重0.3，期末成绩权重0.7，总成绩=平时成绩*0.3+期末成绩*0.7。
考察的总成绩直接等于期末成绩
实验的总成绩等于课程每次实验成绩乘以权重后累加而得。
课程权重值在录入课程信息时输入。（注意：所有分项成绩的权重之和应当等于1）
必修课的考核方式必须为考试，选修课可以选择考试、考察任一考核方式。实验课的成绩必须为实验。
1、输入：
包括课程、课程成绩两类信息。
课程信息包括：课程名称、课程性质、考核方式、分项成绩数量、每个分项成绩的权重。
考试课信息格式：课程名称+英文空格+课程性质+英文空格+考核方式+英文空格+平时成绩的权重+英文空格+期末成绩的权重
考察课信息格式：课程名称+英文空格+课程性质+英文空格+考核方式
实验课程信息格式：课程名称+英文空格+课程性质+英文空格+考核方式+英文空格+分项成绩数量n+英文空格+分项成绩1的权重+英文空格+。。。+英文空格+分项成绩n的权重
实验次数至少4次，不超过9次
课程性质输入项：必修、选修、实验
考核方式输入选项：考试、考察、实验
考试/考查课程成绩信息包括：学号、姓名、课程名称、平时成绩（可选）、期末成绩
考试/考查课程成绩信息格式：学号+英文空格+姓名+英文空格+课程名称+英文空格+平时成绩+英文空格+期末成绩
实验课程成绩信息包括：学号、姓名、课程名称、每次成绩｛在系列-2的基础上去掉了（实验次数），实验次数要和实验课程信息中输入的分项成绩数量保持一致｝
实验课程信息格式：学号+英文空格+姓名+英文空格+课程名称+英文空格+第一次实验成绩+...+英文空格+最后一次实验成绩
以上信息的相关约束：
1）成绩是整数，不包含小数部分，成绩的取值范围是【0,100】
2）学号由8位数字组成
3）姓名不超过10个字符
4）课程名称不超过10个字符
5）不特别输入班级信息，班级号是学号的前6位。
2、输出：
输出包含三个部分，包括学生所有课程总成绩的平均分、单门课程总成绩平均分、班级所有课程总成绩平均分。
为避免四舍五入误差，
计算单个成绩时，分项成绩乘以权重后要保留小数位，计算总成绩时，累加所有分项成绩的权重分以后，再去掉小数位。
学生总成绩/整个班/课程平均分的计算方法为累加所有符合条件的单个成绩，最后除以总数。
1）学生课程总成绩平均分按学号由低到高排序输出
格式：学号+英文空格+姓名+英文空格+总成绩平均分
如果某个学生没有任何成绩信息，输出：学号+英文空格+姓名+英文空格+"did not take any exams"
2）单门课程成绩按课程名称的字符顺序输出
课程成绩输出格式：课程名称+英文空格+总成绩平均分
如果某门课程没有任何成绩信息，输出：课程名称+英文空格+"has no grades yet"
3）班级所有课程总成绩平均分按班级由低到高排序输出
格式：班级号+英文空格+总成绩平均分
如果某个班级没有任何成绩信息，输出：班级名称+英文空格+ "has no grades yet"
异常情况：
1）如果解析某个成绩信息时，课程名称不在已输入的课程列表中，输出：学号+英文空格+姓名+英文空格+":"+课程名称+英文空格+"does not exist"
2）如果解析某个成绩信息时，输入的成绩数量和课程的考核方式不匹配，输出：学号+英文空格+姓名+英文空格+": access mode mismatch"
以上两种情况如果同时出现，按第一种情况输出结果。
3）如果解析某个课程信息时，输入的课程性质和课程的考核方式不匹配，输出：课程名称+" : course type & access mode mismatch"
4）格式错误以及其他信息异常如成绩超出范围等，均按格式错误处理，输出"wrong format"
5）若出现重复的课程/成绩信息，只保留第一个课程信息，忽略后面输入的。
6）如果解析实验课程信息时，输入的分项成绩数量值和分项成绩权重的个数不匹配，输出：课程名称+" : number of scores does not match"
7）如果解析考试课、实验课时，分项成绩权重值的总和不等于1，输出：课程名称+" : weight value error"
信息约束：
1）成绩平均分只取整数部分，小数部分丢弃
参考类图（与第一次相同，其余内容自行补充）：
输入样例1:
在这里给出一组输入。例如：
java 实验 实验 4 0.2 0.3 0.2 0.3
end
输出样例1:
在这里给出相应的输出。例如：
java has no grades yet
输入样例2:
在这里给出一组输入。例如：
java 实验 实验 4 0.2 0.3 0.2
end
输出样例2:
在这里给出相应的输出。例如：
java : number of scores does not match
输入样例3:
在这里给出一组输入。例如：
java 实验 实验 4 0.2 0.3 0.2 0.1
end
输出样例3:
在这里给出相应的输出。例如：
java : weight value error
输入样例4:
在这里给出一组输入。例如：
java 实验 实验 4 0.2 0.3 0.2 0.3
20201116 张三 java 70 80 90 100
end
输出样例4:
在这里给出相应的输出。例如：
20201116 张三 86
java 86
202011 86
输入样例5:
在这里给出一组输入。例如：
java 实验 实验 4 0.2 0.3 0.2 0.3
20201116 张三 java 70 80 90 100 80
end
输出样例5:
在这里给出相应的输出。例如：
20201116 张三 : access mode mismatch
20201116 张三 did not take any exams
java has no grades yet
202011 has no grades yet
本题又是上一次作业的迭代，不同点是每次考试的权重不同，还有类结构的修改，代码如下：
import java.io.BufferedReader;
import java.io.IOException;
import java.io.InputStreamReader;
import java.text.Collator;
import java.util.*;
import java.util.stream.Collectors;
public class Main {
public static void main(String[] args) throws IOException {
BufferedReader in = new BufferedReader(new InputStreamReader(System.in));
MessageGetAndPrint messageGetAndPrint = new MessageGetAndPrint();
messageGetAndPrint.print = new Print();
for(;;){
String message = in.readLine();
if(message.equals("end")) {
messageGetAndPrint.print.personPrint(messageGetAndPrint.students , messageGetAndPrint.courseSelections);
messageGetAndPrint.print.coursePrint(messageGetAndPrint.courses , messageGetAndPrint.courseSelections);
messageGetAndPrint.print.classPrint(messageGetAndPrint.classes , messageGetAndPrint.courseSelections);
break;
}
messageGetAndPrint.getMessage(message);
}
}
}
class Class {
private String classNum;
HashMap<String , Student> students;
Class(String classNum) {
setClassNum(classNum);
}
public void setClassNum(String classNum) {
this.classNum = classNum;
}
public String getClassNum() {
return classNum;
}
public void addStudent(Student student) {
students.put(student.getStudentNum() , student);
}
}
class Student {
private String name;
private String studentNum;
Student(String name , String studentNum) {
setName(name);
setStudentNum(studentNum);
}
public String getName() {
return name;
}
public void setName(String name) {
this.name = name;
}
public String getStudentNum() {
return studentNum;
}
public void setStudentNum(String studentNum) {
this.studentNum = studentNum;
}
}
class Course {
private String className;
private int classQuality;
private int assessmentMethodology;
ArrayList<Float> weightFunction = new ArrayList<>();
Course(String className , int classQuality , int assessmentMethodology) {
setClassName(className);
setClassQuality(classQuality);
setAssessmentMethodology(assessmentMethodology);
}
public String getClassName() {
return className;
}
public void setClassName(String className) {
this.className = className;
}
public int getClassQuality() {
return classQuality;
}
public void setClassQuality(int classQuality) {
this.classQuality = classQuality;
}
public int getAssessmentMethodology() {
return assessmentMethodology;
}
public void setAssessmentMethodology(int assessmentMethodology) {
this.assessmentMethodology = assessmentMethodology;
}
}
class CourseSelection {
Student student;
Course course;
Grade grade;
}
class Grade {
SubItemGrades subItemGrades = new SubItemGrades();
public int getGrade(){
float allGrades = 0;
for(int i = 0;i<subItemGrades.subItem.size();i++) {
allGrades += subItemGrades.subItem.get(i)*subItemGrades.grades.get(i);
}
return (int) allGrades;
}
}
class SubItemGrades {
ArrayList<Integer> grades = new ArrayList<>();
ArrayList<Float> subItem = new ArrayList<>();
}
class Print {
public void personPrint(HashMap<String , Student> students , ArrayList<CourseSelection> courseSelections) {
Set<String> set = students.keySet();
Object[] arr=set.toArray();
Arrays.sort(arr);
for(Object key:arr) {
int x = 0 , y = 0 , z = -1;
for (CourseSelection courseSelection : courseSelections) {
if (students.get(key).getStudentNum().equals(courseSelection.student.getStudentNum())) {
z = 0;
x += courseSelection.grade.getGrade();
y++;
}
}
if(z == -1) {
System.out.println(students.get(key).getStudentNum()+" "+students.get(key).getName()+" did not take any exams");
}
if(z == 0) {
x = x / y;
System.out.println(students.get(key).getStudentNum()+" "+students.get(key).getName()+" "+x);
}
}
}
public void coursePrint(HashMap<String , Course> courses , ArrayList<CourseSelection> courseSelections) {
List<String> list = courses.keySet().stream().collect(Collectors.toList());
Collections.sort(list , new SoftName());
for(String key:list) {
int x = 0 , y = 0 , z = -1;
for (CourseSelection courseSelection : courseSelections) {
if (courses.get(key).getClassName().equals(courseSelection.course.getClassName())) {
z = 0;
x += courseSelection.grade.getGrade();
y++;
}
}
if(z == -1) {
System.out.println(courses.get(key).getClassName()+" has no grades yet");
}
if(z == 0) {
x = x/y;
System.out.println(courses.get(key).getClassName()+" "+x);
}
}
}
public void classPrint(HashMap<String , Class> classes , ArrayList<CourseSelection> courseSelections) {
Set<String> set = classes.keySet();
Object[] arr=set.toArray();
Arrays.sort(arr);
for(Object key:arr) {
int x = 0 , y = 0 , z = -1;
for(CourseSelection courseSelection : courseSelections) {
if(classes.get(key).students.containsKey(courseSelection.student.getStudentNum())) {
z = 0;
x += courseSelection.grade.getGrade();
y++;
}
}
if(z == -1) {
System.out.println(classes.get(key).getClassNum()+" has no grades yet");
}
if(z == 0) {
x = x/y;
System.out.println(classes.get(key).getClassNum()+" "+x);
}
}
}
public void wrongFormat() {
System.out.println("wrong format");
}
public void courseExist(String name) {
System.out.println(name+" does not exist");
}
public void courseMatch(String studentNum , String studentName) {
System.out.println(studentNum+" "+studentName+" : access mode mismatch");
}
public void courseMatch(String name) {
System.out.println(name+" : course type & access mode mismatch");
}
public void numMatch(String name) {
System.out.println(name+" : number of scores does not match");
}
public void weightValue(String name) {
System.out.println(name+" : weight value error");
}
static class SoftName implements Comparator<String>{
public int compare(String name1 , String name2) {
Comparator<Object> compare = Collator.getInstance(Locale.CHINA);
return compare.compare(name1 , name2);
}
}
}
class MessageGetAndPrint {
Print print;
HashMap<String , Class> classes = new HashMap<>();
HashMap<String , Student> students = new HashMap<>();
HashMap<String , Course> courses = new HashMap<>();
ArrayList<CourseSelection> courseSelections = new ArrayList<>();
public void getMessage(String getInput) {
String[] message = getInput.split(" ");
if(getInput.matches("^(\\S{1,10})( )(必修|选修|实验)( )(考试|考察|实验)$") ||
getInput.matches("^(\\S{1,10})( )(必修|选修|实验)( )(考试|考察|实验)( )((0.(0)+[1-9]|0.[1-9][0-9]*)( )(0.(0)+[1-9]|0.[1-9][0-9]*)$)") ||
getInput.matches("^(\\S{1,10})( )(必修|选修|实验)( )(考试|考察|实验)( )([4-9])((( )(0.(0)+[1-9]|0.[1-9][0-9]*|1))*)(( )(0.(0)+[1-9]|0.[1-9][0-9]*))$")
) {
if(courses.containsKey(message[0])) {
return;
}
int i = 0, j = 0;
if(message[1].equals("必修")) {
i = 1;
}
if(message[1].equals("选修")) {
i = 2;
}
if(message[1].equals("实验")) {
i = 3;
}
if(message[2].equals("考试")) {
j = 1;
}
if(message[2].equals("考察")) {
j = 2;
}
if(message[2].equals("实验")) {
j = 3;
}
if((i == 1 && j != 1) || (i == 3 && j != 3) || (i != 3 && j == 3) ) {
print.courseMatch(message[0]);
return;
}
if((j == 1 && message.length != 5) || (j == 2 && message.length != 3) || (j == 3 && message.length - 4 != Integer.parseInt(message[3]))) {
print.numMatch(message[0]);
return;
}
if(j == 1 && Float.parseFloat(message[3])+Float.parseFloat(message[4]) != 1) {
print.weightValue(message[0]);
return;
}
if(j == 3) {
float value = 0;
for(int k = 0 ; k < Integer.parseInt(message[3]) ; k++) {
value += Float.parseFloat(message[4+k]);
}
if(value>1.001||value<0.999) {
print.weightValue(message[0]);
return;
}
}
Course course = new Course(message[0], i, j);
if(j == 1) {
course.weightFunction.add(Float.parseFloat(message[3]));
course.weightFunction.add(Float.parseFloat(message[4]));
}
if(j == 2)
course.weightFunction.add(1F);
if(j == 3) {
for(int k = 0 ; k < Integer.parseInt(message[3]) ; k++) {
course.weightFunction.add(Float.parseFloat(message[4+k]));
}
}
courses.put(message[0], course);
}
else if(getInput.matches("^([0-9]{8})( )(\\S{1,10})( )(\\S{1,10})( )([0-9]|[1-9][0-9]|100)$") ||
getInput.matches("^([0-9]{8})( )(\\S{1,10})( )(\\S{1,10})( )([0-9]|[1-9][0-9]|100)( )([0-9]|[1-9][0-9]|100)$") ||
getInput.matches("^([0-9]{8})( )(\\S{1,10})( )(\\S{1,10})( )((([0-9]|[1-9][0-9]|100)( ))*)([0-9]|[1-9][0-9]|100)$")
) {
for(CourseSelection courseSelection:courseSelections) {
if(courseSelection.student.getStudentNum().equals(message[0])&&courseSelection.student.getName().equals(message[1])&&courseSelection.course.getClassName().equals(message[2])) {
return;
}
}
Student student = new Student(message[1], message[0]);
students.put(message[0] , student);
String classNum = message[0].substring(0 , 6);
if(!classes.containsKey(classNum)) {
Class aClass = new Class(classNum);
classes.put(classNum , aClass);
classes.get(classNum).students = new HashMap<>();
}
classes.get(classNum).addStudent(student);
if(!courses.containsKey(message[2])) {
print.courseExist(message[2]);
return;
}
if(message.length - 3 != courses.get(message[2]).weightFunction.size()) {
print.courseMatch(message[0] , message[1]);
return;
}
CourseSelection courseSelection = new CourseSelection();
courseSelection.student = student;
courseSelection.course = courses.get(message[2]);
Grade grade = new Grade();
for(int i = 0 ; i < message.length - 3 ; i++) {
grade.subItemGrades.grades.add(Integer.parseInt(message[3+i]));
}
grade.subItemGrades.subItem = courses.get(message[2]).weightFunction;
courseSelection.grade = grade;
courseSelections.add(courseSelection);
}
else
print.wrongFormat();
}
}
类图如下：
本题的难点在于结构以及每次考试权重成绩的计算，会出现小数的情况，还有就是对每条数据的正确处理。
复杂度如下：
这算是本题最后一次迭代了，基本包含了前一题的知识点以及在原来知识点上的激发新的思路。
7-3 jmu-Java-02基本语法-03-身份证排序
分数 9
作者 郑如滨
单位 集美大学
- 输入n，然后连续输入n个身份证号。
- 然后根据输入的是sort1还是sort2，执行不同的功能。输入的不是sort1或sort2，则输出
exit并退出。
输入sort1，将每个身份证的年月日抽取出来，按年-月-日格式组装，然后对组装后的年-月-日升序输出。
输入sort2，将所有身份证按照里面的年月日升序输出。
注意：处理输入的时候，全部使用Scanner的nextLine()方法，以免出错。
输入样例:
6
410425198309308225
320203197206115011
431227196108033146
330226196605054190
34080019810819327X
320111197112301539
sort1
sort2
e
输出样例:
1961-08-03
1966-05-05
1971-12-30
1972-06-11
1981-08-19
1983-09-30
431227196108033146
330226196605054190
320111197112301539
320203197206115011
34080019810819327X
410425198309308225
exit
本题看起来复杂，其实题目要求与第一题排序以及前一次作业的排序题目类似，都是对输入的数据进行排序，有了前两个题的铺垫，这个题相应的要好写很多。
代码如下：
import java.util.Arrays;
import java.util.Scanner;
public class Main {
public static void main(String[] args) {
Scanner sc=new Scanner (System.in);
int num;
num=sc.nextInt();
String date[]=new String[num];
String ID[]=new String[num];
String str;
for(int i=0;i<num;i++) {
ID[i]=sc.next(); //并没有用nextLine()感觉那样写没有这么写简单
}
while(true) {
str=sc.next();
if(str.equals("sort1")) {
for(int i=0;i<num;i++) {
date[i]=ID[i].substring(6,10 )+'-'+ ID[i].substring(10, 12)+'-'+ID[i].substring(12, 14);
}
Arrays.sort(date);
for(int i=0;i<num;i++) {
System.out.println(date[i]);
}
}
else if(str.equals("sort2")) {
/* for(int i=0;i<num;i++) {
date[i]=ID[i].substring(6,10 )+ ID[i].substring(10, 12)+ID[i].substring(12, 14);
}*/
Arrays.sort(ID);
for(int i=0;i<num;i++) {
for(int j=0;j<num;j++){
//if(ID[j].contains(date[i])) {
System.out.println(ID[i]);
break;
}
//}
}
}
else {
System.out.println("exit");
break;
}
}
}
}
7-4 jmu-Java-04面向对象进阶-03-接口-自定义接口ArrayIntegerStack
分数 10
作者 郑如滨
单位 集美大学
定义IntegerStack接口，用于声明一个存放Integer元素的栈的常见方法:
public Integer push(Integer item);
//如果item为null，则不入栈直接返回null。如果栈满，也返回null。如果插入成功，返回item。
public Integer pop(); //出栈，如果为空，则返回null。出栈时只移动栈顶指针，相应位置不置为null
public Integer peek(); //获得栈顶元素，如果为空，则返回null.
public boolean empty(); //如果为空返回true
public int size(); //返回栈中元素个数
定义IntegerStack的实现类ArrayIntegerStack，内部使用数组实现。创建时，可指定内部数组大小。
main方法说明
- 输入n，建立可包含n个元素的ArrayIntegerStack对象
- 输入m个值，均入栈。每次入栈均打印入栈返回结果。
- 输出栈顶元素，输出是否为空，输出size
- 使用Arrays.toString()输出内部数组中的值。
- 输入x，然后出栈x次，每次出栈均打印。
- 输出栈顶元素，输出是否为空，输出size
- 使用Arrays.toString()输出内部数组中的值。
思考
如果IntegerStack接口的实现类内部使用ArrayList来存储元素，怎么实现？测试代码需要进行什么修改？
输入样例
5
3
1 2 3
2
输出样例
1
2
3
3,false,3
[1, 2, 3, null, null]
3
2
1,false,1
[1, 2, 3, null, null]
本题需要我们重写一个接口，实现特定功能。代码如下：
import java.util.Arrays;
import java.util.Scanner;
public class Main {
public static void main(String[] args) {
Scanner scanner = new Scanner(System.in);
int n = scanner.nextInt();
ArrayIntegerStack stack = new ArrayIntegerStack(n);
int num = scanner.nextInt();
while(num -- > 0){
int item = scanner.nextInt();
System.out.println(stack.push(item));
}
System.out.println(stack.peek() + "," + stack.empty() + "," + stack.size());
System.out.println(stack);
int count = scanner.nextInt();
while(count -- > 0){
System.out.println(stack.pop());
}
System.out.println(stack.peek() + "," + stack.empty() + "," + stack.size());
System.out.println(stack);
}
}
interface IntegerStack {
public Integer push(Integer item); //如果item为null，则不入栈直接返回null。如果栈满，也返回null。如果插入成功，返回item
public Integer pop(); //出栈，如果为空，则返回null。出栈时只移动栈顶指针，相应位置不置为null
public Integer peek(); //获得栈顶元素，如果为空，则返回null
public boolean empty(); //如果为空返回true
public int size(); //返回栈中元素个数
}
class ArrayIntegerStack implements IntegerStack{
private Integer[] arr;
private int top = 0;
public ArrayIntegerStack(int n){
arr = new Integer[n];
Arrays.fill(arr, null);
}
public String toString() {
return Arrays.toString(arr);
}
public Integer push(Integer item) {
if (item == null || arr.length == top){
return null;
}
arr[top++] = item;
return item;
}
public Integer pop() {
if (top == 0){
return null;
}
else
{
top = top - 1;
return arr[top];
}
}
public Integer peek() {
if (top == 0){
return null;
}
return arr[top- 1];
}
public boolean empty() {
if(top == 0)
return true;
return false;
}
public int size() {
return top;
}
}
题目要求就是让我们用数组实现栈的功能，实现出栈入栈的操作。
期末测试：
7-1 立体图形问题
分数 10
作者 段喜龙
单位 南昌航空大学
编程求得正方体和正三棱锥的表面积和体积，要求必须体现扩展性（继承）和多态性。
类结构如下图所示（参考）：
试编程完成如上类设计，主方法源码如下（可直接拷贝使用）：
public static void main(String[] args) {
// TODO Auto-generated method stub
Scanner input = new Scanner(System.in);
double side = input.nextDouble();
display(new Cube(side));
display(new RegularPyramid(side));
}
其中，display(Solid solid)方法为定义在Main类中的静态方法，作用为体现程序的多态性。
注：正三棱锥的体积计算公式为底面积*高/3。
输入格式:
输入一个实型数，分别作为正方体的边长和正三棱锥的边长。
输出格式:
分别输出正方体的表面积、体积以及正棱锥的表面积和体积。保留两位小数，建议使用String.format(“%.2f”,value)
进行小数位数控制。
输入样例:
在这里给出一组输入。例如：
2.5
输出样例:
在这里给出相应的输出。例如：
37.50
15.63
10.83
1.84本题平平无奇，但是却是后两题的基础，需要体现可扩展性和多态，代码如下：
package experiment_1;
import java.util.Scanner;
public class Main {
public static void main(String[] args){
Scanner sc = new Scanner(System.in);
double side = sc.nextDouble();
cube cube = new cube();
RegularPyramid RE = new RegularPyramid();
cube.SetArea(side);
cube.SetSize(side);
RE.SetArea(side);
RE.SetSize(side);
// String\ get1;
String get1 = String.valueOf(cube.GetArea());
String get2 = String.valueOf(cube.GetSize());
String get3 = String.valueOf(RE.GetArea());
String get4 = String.valueOf(RE.GetSize());
display(get1);
display(get2);
display(get3);
display(get4);
}
static void display(String s)
{
System.out.println(s);
}
}
class cube
{
double Size;
double Area; //double side;
void SetArea(double side)
{
this.Area = side*side*6;
}
double GetArea()
{
return this.Area;
}
void SetSize(double side)
{
this.Size = side*side*side;
}
double GetSize()
{
return this.Size;
}
}
class RegularPyramid
{
double Size;
double Area;
void SetArea(double side)
{
this.Area = side*side*1.7320508076;
}
double GetArea()
{
return this.Area;
}
void SetSize(double side)
{
this.Size = 1.4142135624*side*side*side/12;
}
double GetSize()
{
return this.Size;
}
}
本题是之后两题的基础，需要注意可扩展性和多态的实现。
7-2 魔方问题
分数 20
作者 段喜龙
单位 南昌航空大学
问题描述：本问题中的魔方有两种，一种是正方体魔方，一种是正三棱锥魔方，其中，正方体或正三棱锥魔方是由单元正方体或正三棱锥组成，单元正方体或正三棱锥的个数由阶数（即层数）决定，即魔方边长=阶数*单元边长。魔方如下图所示：
利用“立体图形”问题源码，实现如下功能：
魔方有三个属性：颜色，阶数，类型（正方体魔方、正三棱锥魔方），程序要求输出魔方的颜色、表面积和体积。参考设计类图如下所示：
主方法部分可参考如下源码（可拷贝直接使用）：
public class Main {
public static void main(String[] args) {
// TODO Auto-generated method stub
Scanner input = new Scanner(System.in);
String color = input.next();
int layer = input.nextInt();
double side = input.nextDouble();
RubikCube cube1 = new SquareCube(color, layer,new Cube(side));
color = input.next();
layer = input.nextInt();
side = input.nextDouble();
RubikCube cube2 = new RegularPyramidCube(color, layer,new RegularPyramid(side));
display(cube1);
display(cube2);
}
}
其中，display(RubikCube cube)方法为Main类中定义的静态方法，用户输出魔方的信息，用于体现多态性。
输入格式:
第一部分：正方体魔方颜色、阶数、单元正方体边长，以空格或回车分隔；
第二部分：正三棱锥魔方颜色、阶数、单元正三棱锥边长，以空格或回车分隔。
输出格式:
正方体魔方颜色
正方体魔方表面积
正方体魔方体积
正三棱锥魔方颜色
正三棱锥魔方表面积
正三棱锥魔方体积
注：小数点保留两位
输入样例:
在这里给出一组输入。例如：
red 3 4.5
black 4 2.1
输出样例:
在这里给出相应的输出。例如：
red
1093.50
2460.38
black
122.21
69.85
此题便是上一题的扩展，在第一题的基础上增加了边数的处理，代码如下：
package experiment_1;
import java.util.Scanner;
public class Main {
public static void main(String[] args){
Scanner sc = new Scanner(System.in);
double side = sc.nextDouble();
cube cube = new cube();
RegularPyramid RE = new RegularPyramid();
cube.SetArea(side);
cube.SetSize(side);
RE.SetArea(side);
RE.SetSize(side);
// String\ get1;
String get1 = String.valueOf(cube.GetArea());
String get2 = String.valueOf(cube.GetSize());
String get3 = String.valueOf(RE.GetArea());
String get4 = String.valueOf(RE.GetSize());
display(get1);
display(get2);
display(get3);
display(get4);
}
static void display(String s)
{
System.out.println(s);
}
}
class cube
{
double Size;
double Area; //double side;
void SetArea(double side)
{
this.Area = side*side*6;
}
double GetArea()
{
return this.Area;
}
void SetSize(double side)
{
this.Size = side*side*side;
}
double GetSize()
{
return this.Size;
}
}
class RegularPyramid
{
double Size;
double Area;
void SetArea(double side)
{
this.Area = side*side*1.7320508076;
}
double GetArea()
{
return this.Area;
}
void SetSize(double side)
{
this.Size = 1.4142135624*side*side*side/12;
}
double GetSize()
{
return this.Size;
}
}
三、踩坑心得
本次作业中知识点很多，需要注意的也有很多，就比如三个排序问题，以及检索问题，他们都是题型相近的题目，所以需要注意的就是题目里要求的题目解法，比如，使用ArrayList的排序只需要进行自然排序就可以达到题目要求，但是要求使用HahsMap的题目就不同，需要先对分离出来的学号进行排序，再信息整合输出。
再如作业中的成绩统计问题，两次题目都相近，但是两次题目的考试成绩计算不同，在成绩统计-2中无需考虑的成绩权重计算问题，在成绩统计-3中却是一个大问题，因为每个权重之和都无法完美的等于1，这需要我们再对此时的情况做出判断。
四、改进建议
这几次作业以来，我都明显地能够感受到每一次题目的知识点变化，需要对每一个题目的知识点进行分析在解题，但是在遇到知识点较难的题目，还是会用讨巧的方式尽可能地获取更多分数，比如在对HashMap排序时，没有很好地用HashMap进行排序，而是直接将数据存入ArrayList中进行自然排序。
五、总结
经历了几次大作业，总算是能给这段学习历程画上句号了，这一直以来的题目，都是由浅至深，知识点覆盖的很广，且都是我们平常会遇到的问题，本次作业算是最后一个阶段的作业，所以题目难度有提升，但也与前几次作业有衔接。对于本次作业，我学会了HashMap、ArrayList的应用，以及接口，覆盖等知识点，自己需要在Java程序的可扩展性上还是在需要提升理解，以及成绩统计问题上，我也做得不是太好，自己还需要由点及面，就未解决的问题，进而了解到自己的欠缺。
对于课程的总结，其实我感觉我们的Java课程节奏很好，课上知识讲解，课后作业练习，实验加深理解，课上也有相应练习，这是一个设计性的课程应该有的优点，我觉得很好。如果要问我有什么意见的话，我会说我们每次大作业的时间会有点紧促，因为在平时我们会有其他的课程以及实验会占据我们比较多的时间，希望老师能够调整大作业时间安排结构、节奏问题。
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