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一、前言
1.知识点运用：检索功能，排序功能，继承关系及组合关系。
2.题量：作业7，作业8，期末考试。
3.难度：成绩2和成绩3较为困难，跟成绩1相比，成绩2增加了实验课以及它对应的成绩统计方式，而成绩3则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。
二、设计与分析
7-1 容器-HashMap-检索
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
代码如下：
import java.util.*; public class Main { public static void main(String[] args) { Scanner scanner = new Scanner(System.in); Map<String, String[]> studentMap = new HashMap<>(); while (scanner.hasNext()) { String input = scanner.nextLine(); if (input.equals("end")) { break; } String[] info = input.split("\\s+"); String[] scoreInfo = Arrays.copyOfRange(info, 1, 3); studentMap.put(info[0], scoreInfo); } String searchno = scanner.nextLine(); if (studentMap.containsKey(searchno)) { String[] info = studentMap.get(searchno); System.out.println(searchno + " " + info[0] + " " + info[1]); } else { System.out.println("The student " + searchno + " does not exist"); } } }
7-2 容器-HashMap-排序
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
代码如下：
import java.util.*; public class Main { public static void main(String[] args) { Scanner scanner = new Scanner(System.in); Map<String, String[]> studentMap = new HashMap<>(); while (true) { String input = scanner.nextLine(); if (input.equals("end")) { break; } String[] info = input.split("\\s+"); String[] scoreInfo = Arrays.copyOfRange(info, 1, 3); studentMap.put(info[0], scoreInfo); } List<Map.Entry<String, String[]>> sortedList = new ArrayList<>(studentMap.entrySet()); Collections.sort(sortedList, new Comparator<Map.Entry<String, String[]>>() { public int compare(Map.Entry<String, String[]> entry1, Map.Entry<String, String[]> entry2) { return entry2.getKey().compareTo(entry1.getKey()); } }); for (Map.Entry<String, String[]> entry : sortedList) { String key = entry.getKey(); String[] info = entry.getValue(); System.out.println(key + " " + info[0] + " " + info[1]); } } }
7-3 课程成绩统计程序-2
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
代码如下：
import java.text.Collator; import java.util.*; public class Main { public static void main(String[] args) { Scanner s = new Scanner(System.in); String s_record = s.nextLine(); ParseInput handle=new ParseInput(); while (!s_record.equals("end")) { handle.parseInput(s_record); s_record = s.nextLine(); } handle.MySort(); handle.studentScore(); handle.CourseScore(); handle.ClassScore(); } } class ParseInput{ private final ArrayList<SelectCourse> selectCourses = new ArrayList<>(); private final ArrayList<Course> courses = new ArrayList<>(); private final ArrayList<Student> students = new ArrayList<>(); private final ArrayList<String> Class = new ArrayList<>(); private final HashMap<String,String> courseMethod=new HashMap(); public void parseInput(String input){ String []inputs=input.split(" "); if(InputMatching.matchingInput(input)==1){ courseMethod.put(inputs[0],inputs[2]); if(checkCourse(inputs[0])!=null)return; else { if(inputs[1].equals("必修")&&(!inputs[2].equals("考试"))){ System.out.println(inputs[0]+" : course type & access mode mismatch"); } else if(inputs[1].equals("选修")&&!(inputs[2].equals("考试")||inputs[2].equals("考察"))){ System.out.println(inputs[0]+" : course type & access mode mismatch"); } else if(inputs[1].equals("实验")&&!(inputs[2].equals("实验"))){ System.out.println(inputs[0]+" : course type & access mode mismatch"); } else courses.add(new Course(inputs[0],inputs[1],inputs[2])); } } else if(InputMatching.matchingInput(input)==2){ Course findcourse=checkCourse(inputs[2]); if(inputs.length>5&&(Integer.parseInt(inputs[3])<4||Integer.parseInt(inputs[3])>9)) { System.out.println("wrong format"); return; } Student newStudent = new Student(inputs[0],inputs[1]); if(!checkStudent(newStudent.getNum()))students.add(newStudent); if(!checkClass(inputs[0].substring(0,6))){ Class.add(inputs[0].substring(0,6)); } if(checkSelect(inputs[0],inputs[2]))return; if(findcourse==null){ System.out.println(inputs[2]+" does not exist"); return; } else if(findcourse.getMethod().equals("考试")&&inputs.length!=5){ System.out.println(inputs[0]+' '+inputs[1]+" : access mode mismatch"); } else if(findcourse.getMethod().equals("考察")&&inputs.length!=4){ System.out.println(inputs[0]+' '+inputs[1]+" : access mode mismatch"); } else if(findcourse.getMethod().equals("实验")&&(inputs.length-4!=Integer.parseInt(inputs[3]))){ System.out.println(inputs[0]+' '+inputs[1]+" : access mode mismatch"); } else{ SelectCourse newSelectCourse=new SelectCourse(); newSelectCourse.setCourse(findcourse); Grade grade=null; if(findcourse.getMethod().equals("考试")){ ExamGrade examGrade=new ExamGrade(); examGrade.setUsualGrade(Integer.parseInt(inputs[3])); examGrade.setFinalGrade(Integer.parseInt(inputs[4])); grade=examGrade; } else if(findcourse.getMethod().equals("实验")){ NoExamGrade noExamGrade=new NoExamGrade(); double sumScore=0; for (int i=4;i<inputs.length;i++)sumScore+=Integer.parseInt(inputs[i]); noExamGrade.setFinalGrade((int)(sumScore/Integer.parseInt(inputs[3]))); grade=noExamGrade; } else { NoExamGrade noExamGrade=new NoExamGrade(); noExamGrade.setFinalGrade(Integer.parseInt(inputs[3])); grade=noExamGrade; } newSelectCourse.setGrade(grade); newSelectCourse.setStudent(newStudent); selectCourses.add(newSelectCourse); } } else System.out.println("wrong format"); } private Course checkCourse(String courseName){ for (Course course:courses){ if(course.getName().equals(courseName))return course; } return null; } private Boolean checkStudent(String num){ for (Student student:students){ if(student.getNum().equals(num))return true; } return false; } private Boolean checkClass(String classnum){ for (String cname:Class){ if(cname.equals(classnum))return true; } return false; } private Boolean checkSelect(String stunum,String cname){ for (SelectCourse selectCourse:selectCourses){ if(selectCourse.getStudent().getNum().equals(stunum)&&selectCourse.getCourse().getName().equals(cname))return true; } return false; } public void studentScore(){ for (Student student:students){ double sum=0; int count=0; for (SelectCourse selectCourse:selectCourses){ if (selectCourse.getStudent().getNum().equals(student.getNum())) { sum+=selectCourse.getGrade().getTotalGrade(); count++; } } if(count==0) System.out.println(student.getNum()+' '+student.getName()+' '+"did not take any exams"); else System.out.println(student.getNum()+' '+student.getName()+' '+(int)(sum/count)); } } public void CourseScore(){ for (Course course:courses){ double sumUsualScore=0; double sumFinalScore=0; double sumTotalScore=0; int count=0; for(SelectCourse selectCourse:selectCourses){ if(selectCourse.getCourse().getName().equals(course.getName())){ count++; sumTotalScore+=selectCourse.getGrade().getTotalGrade(); sumFinalScore+=selectCourse.getGrade().getFinalGrade(); if(selectCourse.getCourse().getMethod().equals("考试")){ sumUsualScore+=selectCourse.getGrade().getUsualGrade(); } } } if (count==0) System.out.println(course.getName()+' '+"has no grades yet"); else if(course.getMethod().equals("考试"))System.out.println(course.getName()+' '+(int)(sumUsualScore/count)+' '+(int)(sumFinalScore/count)+' '+(int)(sumTotalScore/count)); else if(course.getMethod().equals("考察"))System.out.println(course.getName()+' '+(int)(sumFinalScore/count)+' '+(int)(sumTotalScore/count)); else if(course.getMethod().equals("实验"))System.out.println(course.getName()+' '+(int)(sumFinalScore/count)); } } public void ClassScore(){ for (String classnum:Class){ double sum=0; int count=0; for (SelectCourse selectCourse:selectCourses){ if(selectCourse.getStudent().getNum().substring(0,6).equals(classnum)){ sum+=selectCourse.getGrade().getTotalGrade(); count++; } } if(count==0) System.out.println(classnum+' '+"has no grades yet"); else System.out.println(classnum+' '+(int)(sum/count)); } } public void MySort(){ students.sort(Comparator.comparing(Student::getNum)); courses.sort((x,y)->{ Collator instance = Collator.getInstance(Locale.CHINA); return instance.compare(x.getName(), y.getName()); } ); Collections.sort(Class); } } abstract class Grade{ double TotalGrade; public int getTotalGrade() { return (int) TotalGrade; } public int getUsualGrade() { return 0; } public int getFinalGrade() { return 0; } } class ExamGrade extends Grade{ int UsualGrade; int FinalGrade; public int getTotalGrade(){ return (int)(0.3*this.getUsualGrade()+0.7*this.getFinalGrade()); } public int getUsualGrade() { return UsualGrade; } public void setUsualGrade(int usualGrade) { UsualGrade = usualGrade; } public int getFinalGrade() { return FinalGrade; } public void setFinalGrade(int finalGrade) { FinalGrade = finalGrade; } } class NoExamGrade extends Grade{ int FinalGrade; public int getTotalGrade(){ return FinalGrade; } public int getFinalGrade() { return FinalGrade; } public void setFinalGrade(int finalGrade) { FinalGrade = finalGrade; } } class Course{ String name; String kind; String method; public Course(String name, String kind, String method) { this.name = name; this.kind = kind; this.method = method; } public String getName() { return name; } public String getMethod() { return method; } } class Student{ String num; String name; public Student(String num, String name) { this.num = num; this.name = name; } public String getNum() { return num; } public String getName() { return name; } } class SelectCourse{ Course course; Student student; Grade grade; public Course getCourse() { return course; } public void setCourse(Course course) { this.course = course; } public Student getStudent() { return student; } public void setStudent(Student student) { this.student = student; } public Grade getGrade() { return grade; } public void setGrade(Grade grade) { this.grade = grade; } } class InputMatching { static String stuNumMatching = "[0-9]{8}"; static String stuNameMatching = "\\S{1,10}"; static String scoreMatching = "(\\d|[1-9]\\d|100)"; static String courseNameMatching = "\\S{1,10}"; static String courseTypeMatching = "(选修|必修|实验)"; static String checkcourseTypeMatching = "(考试|考察|实验)"; static String courseInput = courseNameMatching + " " + courseTypeMatching + " " + checkcourseTypeMatching; static String scoreInput = stuNumMatching + " " + stuNameMatching + " " + courseNameMatching + " " + scoreMatching + "(\\s"+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); } }
类图如下：
本题心得：
课程2在第一次的基础上增加了实验课。新增的内容涉及到考核形式、成绩计算等类或方法的修改，根据输入的课程方式，判断考核形式以及成绩计算的方法。
难点在于对于新增的实验课，在课程1的代码上进行修改，改动较大，但是并不像菜单4那样有很多输入错误的测试点。
7-4 动物发声模拟器（多态）
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
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() public static void speak(Animal animal) { System.out.println(animal.getAnimalkinds() + "的叫声：" + animal.call()); } } //定义抽象类Animal abstract class Animal{ public abstract String getAnimalkinds(); public abstract String call(); } //基于Animal类，定义猫类Cat，并重写两个抽象方法 class Cat extends Animal { public String getAnimalkinds() { return "猫"; } public String call() { 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 { public String getAnimalkinds() { return "狗"; } public String call() { 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 { public String getAnimalkinds() { return "山羊"; } public String call() { return "咩咩"; } }
7-1 立体图形问题
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
代码如下：
import java.util.Scanner; public class Main { public static void main(String[] args) { Scanner input = new Scanner(System.in); double side = input.nextDouble(); display(new Cube(side)); display(new RegularPyramid(side)); } public static void display(Solid solid) { Job job = new Job("11.2", "15.3", 10000.0); job.setSalary(12000.0); System.out.println(String.format("%.2f", solid.surfaceArea())); System.out.println(String.format("%.2f", solid.volume())); } } class Job { private String title; private String company; private double salary; public Job(String title, String company, double salary) { this.title = title; this.company = company; this.salary = salary; } public String getTitle() { return title; } public void setTitle(String title) { this.title = title; } public String getCompany() { return company; } public void setCompany(String company) { this.company = company; } public double getSalary() { return salary; } public void setSalary(double salary) { this.salary = salary; } public void displayJobInfo() { System.out.println(title); System.out.println( company); System.out.println(salary); } } class Cube implements Solid { private double side; public Cube(double side) { this.side = side; } public double surfaceArea() { return 6 * side * side; } public double volume() { return side * side * side; } } class RegularPyramid implements Solid { private double side; public RegularPyramid(double side) { this.side = side; } public double surfaceArea() { return (side/2)*(side/2)*Math.sqrt(3)*4; } public double volume() { Job job = new Job("11.2", "15.3", 10000.0); job.setSalary(12000.0); return side * Math.sqrt(6) * side * side * Math.sqrt(3) / 36; } } interface Solid { double surfaceArea(); double volume(); }
7-2 魔方问题
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
类图如下：
代码如下：
import java.util.Scanner; abstract class Solid { protected double side; public Solid(double side) { this.side = side; } public abstract double getSurfaceArea(); public abstract double getVolume(); } class Cube extends Solid { public Cube(double side) { super(side); } public double getSurfaceArea() { double SurfaceArea1=6 * Math.pow(side, 2); return SurfaceArea1; } public double getVolume() { double Volume1=Math.pow(side, 3); return Volume1; } } class RegularPyramid extends Solid { public RegularPyramid(double side) { super(side); } public double getSurfaceArea() { double SurfaceArea1=Math.pow(side, 2) *Math.sqrt(3); return SurfaceArea1; } public double getVolume() { double Volume1=Math.pow(side, 3) / (6 * Math.sqrt(2)); return Volume1; } } abstract class RubikCube { protected String color; protected int layer; protected Solid solid; public RubikCube(String color, int layer, Solid solid) { this.color = color; this.layer = layer; this.solid = solid; } public String getColor() { return color; } public abstract double getSurfaceArea(); public abstract double getVolume(); } class SquareCube extends RubikCube { public SquareCube(String color, int layer, Solid solid) { super(color, layer, solid); } public double getSurfaceArea() { double SurfaceArea2=6 * Math.pow(layer * solid.side, 2); return SurfaceArea2; } public double getVolume() { double Volume2=Math.pow(layer * solid.side, 3); return Volume2; } } class EquilateralTriangle { private double sideLength; public EquilateralTriangle(double sideLength) { this.sideLength = sideLength; } public double getSideLength() { return sideLength; } public void setSideLength(double sideLength) { this.sideLength = sideLength; } public boolean isEquilateral() { return (sideLength > 0 && sideLength * 3 == perimeter()); } public double perimeter() { return sideLength * 3; } } class RegularPyramidCube extends RubikCube { public RegularPyramidCube(String color, int layer, Solid solid) { super(color, layer, solid); } public double getSurfaceArea() { double SurfaceArea2=layer * layer * solid.getSurfaceArea(); return SurfaceArea2; } public double getVolume() { double Volume2 = layer * layer * layer * solid.getVolume(); return Volume2; } } public class Main { public static void main(String[] args) { Scanner input = new Scanner(System.in); String color = input.next(); int layer = input.nextInt(); double side = input.nextDouble(); EquilateralTriangle triangle = new EquilateralTriangle(5.0); 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); } public static void display(RubikCube cube) { System.out.println(cube.getColor()); System.out.println(String.format("%.2f", cube.getSurfaceArea())); System.out.println(String.format("%.2f", cube.getVolume())); } }
本题心得：
本体难点在于正三棱锥的体积计算，需要精确计算，方法如下：
public double getVolume() { double Volume2 = layer * layer * layer * solid.getVolume(); return Volume2; }
7-3 魔方排序问题
在魔方问题的基础上，重构类设计，实现列表内魔方的排序功能（按照魔方的体积进行排序）。
提示：题目中RubikCube类要实现Comparable接口。
其中，Main类源码如下（可直接拷贝使用）：
public class Main { public static void main(String[] args) { // TODO Auto-generated method stub Scanner input = new Scanner(System.in); String color; int layer; double side; RubikCube cube; ArrayList<RubikCube> list = new ArrayList<>(); int choice = input.nextInt(); while(choice != 0) { switch(choice) { case 1://SquareCube color = input.next(); layer = input.nextInt(); side = input.nextDouble(); cube = new SquareCube(color, layer,new Cube(side)); list.add(cube); break; case 2://RegularPyramidCube color = input.next(); layer = input.nextInt(); side = input.nextDouble(); cube = new RegularPyramidCube(color, layer,new RegularPyramid(side)); list.add(cube); break; } choice = input.nextInt(); } list.sort(Comparator.naturalOrder());//正向排序 for(int i = 0; i < list.size(); i++) { System.out.print(list.get(i).getColor() + " " + String.format("%.2f", list.get(i).getArea()) + " " + String.format("%.2f", list.get(i).getVolume()) ); System.out.println(""); } } }
输入格式:
输入魔方类型（1：正方体魔方；2：正三棱锥魔方；0：结束输入）
魔方颜色、魔方阶数、魔方单元正方体、正三棱锥边长
..循环..
输出格式:
按魔方体积升序输出列表中各魔方的信息（实型数均保留两位小数），输出样式参见输出样例。
输入样例:
在这里给出一组输入。例如：
1 blue 3 4.5 2 red 4 2.1 1 yellow 5 2.3 2 black 4 9.42 1 white 4 5.4423 0
输出样例:
在这里给出相应的输出。例如：
red 122.21 69.85 yellow 793.50 1520.88 blue 1093.50 2460.38 black 2459.14 6304.73 white 2843.39 10316.38
代码如下：
public class Main { public static void main(String[] args) { // TODO Auto-generated method stub Scanner input = new Scanner(System.in); String color; int layer; double side; RubikCube cube; ArrayList<RubikCube> list = new ArrayList<>(); int choice = input.nextInt(); while(choice != 0) { switch(choice) { case 1://SquareCube color = input.next(); layer = input.nextInt(); side = input.nextDouble(); cube = new SquareCube(color, layer,new Cube(side)); list.add(cube); break; case 2://RegularPyramidCube color = input.next(); layer = input.nextInt(); side = input.nextDouble(); cube = new RegularPyramidCube(color, layer,new RegularPyramid(side)); list.add(cube); break; } choice = input.nextInt(); } list.sort(Comparator.naturalOrder());//正向排序 for(int i = 0; i < list.size(); i++) { System.out.print(list.get(i).getColor() + " " + String.format("%.2f", list.get(i).getArea()) + " " + String.format("%.2f", list.get(i).getVolume()) ); System.out.println(""); } } }
类图如下：
7-4 销售步枪问题（附加题）
前亚利桑那州境内的一位步枪销售商销售密苏里州制造的步枪机（lock）、枪托（stock）和枪管（barrel）。枪机卖45美元，枪托卖30美元，枪管卖25美元。销售商每月至少要售出一支完整的步枪，且生产限额是销售商在一个月内可销售70个枪机、80个枪托和90个枪管。
根据每个月的销售情况，计算销售商的佣金（提成）算法如下：
-
不到（含）1000美元的部分为10%；
-
1000（含）~1800美元的部分为15%；
-
超过1800美元的部分为20%。
佣金程序生成月份销售报告，汇总销售商的销售总额和佣金。
编程要求：必须符合面向对象编程，且保证类设计的单一职责模式，使用面向过程编程判定0分。
提示：可以设置一个销售订单类。参考类图如下：
输入格式:
输入销售商每个月售出枪机、枪托、枪管的数量，可以用空格或者回车分隔。
输出格式:
分别输出销售商在该月的销售额和佣金，中间用空格分开。
输入样例1:
在这里给出一组输入。例如：
30 40 50
输出样例1:
在这里给出相应的输出。例如：
3800.00 620.00
输入样例2:
在这里给出一组输入。例如：
88 56 98
输出样例2:
在这里给出相应的输出。例如：
Wrong Format
代码如下：
import java.util.Scanner; class GunComponent { private double price; public GunComponent(double price) { this.price = price; } public double getPrice() { return price; } } class GunLock extends GunComponent { public GunLock() { super(45.00); } } class GunStock extends GunComponent { public GunStock() { super(30.00); } } class GunBarrel extends GunComponent { public GunBarrel() { super(25.00); } } class Cost { private double originalCost; private double additionalCost; public Cost(double originalCost, double additionalCost) { this.originalCost = originalCost; this.additionalCost = additionalCost; } public double getOriginalCost() { return originalCost; } public void setOriginalCost(double originalCost) { this.originalCost = originalCost; } public double getAdditionalCost() { return additionalCost; } public void setAdditionalCost(double additionalCost) { this.additionalCost = additionalCost; } public double calculateTotalCost() { return originalCost + additionalCost; } } class SalesOrder { private int gunLocksSold; private int gunStocksSold; private int gunBarrelsSold; public SalesOrder(int gunLocksSold, int gunStocksSold, int gunBarrelsSold) { this.gunLocksSold = gunLocksSold; this.gunStocksSold = gunStocksSold; this.gunBarrelsSold = gunBarrelsSold; } public boolean exceedsProductionLimit() { if (gunLocksSold > 70 || gunStocksSold > 80 || gunBarrelsSold > 90) { return true; } else { return false; } } public double calculateTotalSales() { double totalSales = gunLocksSold * new GunLock().getPrice() + gunStocksSold * new GunStock().getPrice() + gunBarrelsSold * new GunBarrel().getPrice(); return totalSales; } public double calculateCommission() { double totalSales = calculateTotalSales(); double commission = 0.0; commission = totalSales <= 1000.00 ? totalSales * 0.1 : totalSales <= 1800.00 ? 1000.00 * 0.1 + (totalSales - 1000.00) * 0.15 : 1000.00 * 0.1 + 800.00 * 0.15 + (totalSales - 1800.00) * 0.2; return commission; } } public class Main { public static void main(String[] args) { Scanner input = new Scanner(System.in); int gunLocksSold = input.nextInt(); int gunStocksSold = input.nextInt(); int gunBarrelsSold = input.nextInt(); SalesOrder salesOrder = new SalesOrder(gunLocksSold, gunStocksSold, gunBarrelsSold); Cost cost = new Cost(45.0, 30.0); if (salesOrder.exceedsProductionLimit()) { System.out.println("Wrong Format"); } else { cost.setAdditionalCost(25.0); double totalSales = salesOrder.calculateTotalSales(); double commission = salesOrder.calculateCommission(); System.out.printf("%.2f %.2f", totalSales, commission); } } }
本题心得：
本题难度不大，测试点在“机枪数量不合法”上存在三个报错，可以解决，但是因为前面的正三棱锥体积计算消耗了太多时间。
7-1 容器-ArrayList-排序
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
代码如下：
import java.util.ArrayList; import java.util.Scanner; class Student { String id; String name; int mathScore; int physicsScore; public Student(String id, String name, int mathScore, int physicsScore) { this.id = id; this.name = name; this.mathScore = mathScore; this.physicsScore = physicsScore; } public String getId() { return id; } public String getName() { return name; } public int getTotalScore() { return mathScore + physicsScore; } } public class Main { public static void main(String[] args) { ArrayList<Student> students = new ArrayList<>(); Scanner scanner = new Scanner(System.in); while (true) { String input = scanner.nextLine(); if (input.equals("end")) { break; } String[] info = input.split(" "); String id = info[0]; String name = info[1]; int mathScore = Integer.parseInt(info[2]); int physicsScore = Integer.parseInt(info[3]); Student student = new Student(id, name, mathScore, physicsScore); students.add(student); } students.sort((s1, s2) -> s2.getTotalScore() - s1.getTotalScore()); for (Student student : students) { System.out.println(student.getId() + " " + student.getName() + " " + student.getTotalScore()); } } }
类图如下：
7-2 课程成绩统计程序-3
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
类图如下：
代码如下：
import java.util.*; import java.text.*; class Calculate_grades { int stu_all_grades(Data_storage data_storage,String num){//单个学生总课程平均分计算 返回一个分数 1) int count =0;//这个学生有几门课 int sum = 0; for (Map.Entry<String, Score> entry : data_storage.stu__st_cour.get(num).gradeMap.entrySet()) { Score value = entry.getValue(); if(Integer.parseInt(value.total_scores)>=0) { count++; sum += Integer.parseInt(value.total_scores); } } if(count!=0) return sum/count; else return -100;//没有参加任何考试 } int[] single_course_grades(Data_storage data_storage,String name){ //2) 课程名 int count = 0; int[] aver_grade = new int[3];//0：平时成绩 1：期末考试 2：总分平均 for (Map.Entry<String, StudentsAll_mes> e : data_storage.stu__st_cour.entrySet()) {//遍历选课类:num-选课类 StudentsAll_mes value = e.getValue(); for (Map.Entry<String, Score> entry : value.gradeMap.entrySet()) {//遍历选课类:course.name-Score String key1 = entry.getKey(); Score value1 = entry.getValue(); if (key1.equals(name)) { if(Integer.parseInt(value1.total_scores)>=0) {//总分为- 说明算成绩无效 count++; aver_grade[2] += Integer.parseInt(value1.total_scores); if (value1 instanceof Test_Score) { if (Integer.parseInt(value1.total_scores) >= 0) { aver_grade[0] += Integer.parseInt(((Test_Score) value1).normal_score); aver_grade[1] += Integer.parseInt(((Test_Score) value1).end_score); } } else if (value1 instanceof Inspect_Score){ if (Integer.parseInt(value1.total_scores) >= 0) { aver_grade[0] = -100;//不需要平时成绩 aver_grade[1] += Integer.parseInt(((Inspect_Score) value1).end_score); } }else if(value1 instanceof Lab_Score){ if(Integer.parseInt(value1.total_scores)>=0){ aver_grade[0] = -100; aver_grade[1] += aver_grade[1] += Integer.parseInt(value1.total_scores); } } } } } } if(count!=0) { for (int i = 0; i < 3; i++) { aver_grade[i] = aver_grade[i] / count; } }else { for (int i = 0; i < 3; i++) { aver_grade[i] = -100; } } return aver_grade; } int Class_grades(Data_storage data_storage,String num){//3) int sum = 0; int count = 0; for (Map.Entry<String, Student> mapEntry : data_storage.classes.get(num).students.entrySet()) {//班级号-Student类 Student value = mapEntry.getValue();//遍历这个班级的所有学生 for (Map.Entry<String, StudentsAll_mes> e : data_storage.stu__st_cour.entrySet()) {//stu_num-选课类 String key1 = e.getKey();//遍历学生的选课类 学号 StudentsAll_mes value1 = e.getValue(); if (key1.equals(value.num)) {//选课类中 跟输入的学号一样 for (Map.Entry<String, Score> entry : value1.gradeMap.entrySet()) {//该num所有成绩遍历 Score gra = entry.getValue(); if(Integer.parseInt(gra.total_scores)>=0) {//有效才算 sum += Integer.parseInt(gra.total_scores); count++; } } } } } if(count!=0) return sum/count; else return -100; } void final_score(Data_storage data_storage,String num){//计算没门课的成绩 学号 data_storage.stu__st_cour.get(num).gradeMap.forEach((key,value)->{//学号 成绩 if(value instanceof Test_Score&&((Test_Score) value).normal_score.matches("\\d+")&&((Test_Score) value).end_score.matches("\\d+")) { double tem = ((Test_Course) data_storage.courses.get(key)).normal_weight*Integer.parseInt(((Test_Score) value).normal_score); double tem1 = ((Test_Course) data_storage.courses.get(key)).end_weight*Integer.parseInt(((Test_Score) value).end_score); value.total_scores = String.valueOf((int)(tem+tem1)); }else if(value instanceof Inspect_Score&&((Inspect_Score) value).end_score.matches("\\d+")){ value.total_scores = ((Inspect_Score) value).end_score; }else if(value instanceof Lab_Score&&((Lab_Score) value).lab_num.matches("\\d+")){ float sum = 0; int i=0; for (Integer score : ((Lab_Score) value).scores) { sum+= score* ((Lab_Course) data_storage.courses.get(key)).weights.get(i); i++; } value.total_scores = String.valueOf((int)sum); } }); } } class Class { String num; TreeMap<String, Student> students = new TreeMap<>(); //班级里的学生 学号 学生 Class(String num){ this.num = num; } } class Course { String type; String test_way; String name; Course(String name,String type, String test_way){ this.type = type; this.name = name; this.test_way = test_way; } } class Inspect_Course extends Course{ Inspect_Course(String name, String type, String test_way) { super(name, type, test_way); } } class Test_Course extends Course{ double normal_weight; double end_weight; Test_Course(String name, String type, String test_way,String normal_weight,String end_weight) { super(name, type, test_way); this.normal_weight = Float.parseFloat(normal_weight); this.end_weight = Float.parseFloat(end_weight); } } class Lab_Course extends Course{ int sub_scores_num; ArrayList<Float> weights = new ArrayList<>(); Lab_Course(String name, String type, String test_way,String line) { super(name, type, test_way); String[] lines = line.split(" "); sub_scores_num = Integer.parseInt(lines[3]); for(int i=4;i<lines.length; i++){ weights.add(Float.parseFloat(lines[i])); } } } class Data_storage { TreeMap<String , Course> courses;//课程 k：课程名 v:课程 TreeMap<String, Class> classes = new TreeMap<>();//班级 k:班级号V:班级 TreeMap<String, StudentsAll_mes> stu__st_cour;//选课类学生类结合 k:学号 v:选课类 InAndOut_put output = new InAndOut_put(); Data_storage(){ //学生和选课类结合 stu__st_cour = new TreeMap<>(Data_storage::compare);//重写排序 courses = new TreeMap<>(Data_storage::compare); } private static int compare(String o1, String o2) { try { Comparator<Object> comparator = Collator.getInstance(Locale.CHINA); if (comparator.compare(o1, o2) < 0) { return -1; } else if (comparator.compare(o1, o2) > 0) { return 1; } } catch (Exception ignored) { } return 0; } void setInspectCourses(String name, String type, String test_way){ if(!courses.containsKey(name)) { courses.put(name, new Inspect_Course(name, type, test_way)); } } void setTestCourses(String name, String type, String test_way,String normal_weight, String end_weight){ if(!courses.containsKey(name)) { courses.put(name, new Test_Course(name, type, test_way,normal_weight, end_weight)); } } void setLabCourses(String name, String type, String test_way,String line){ if(!courses.containsKey(name)) { courses.put(name, new Lab_Course(name, type, test_way,line)); } } void setClasses(String num){ if(!classes.containsKey(num)) { classes.put(num, new Class(num)); } } void setStudents(String clas_num, String name, String num){//班级号 姓名 学号 if(classes.containsKey(clas_num)){ if(!classes.get(clas_num).students.containsKey(num)) classes.get(clas_num).students.put(num,new Student(name,num)); } } void setStu__st_courAndMap(String num,String course,String normal_score,String end_score){//添加选课类 学生姓名 课程名称 分数 if(!stu__st_cour.containsKey(num)){ stu__st_cour.put(num,new StudentsAll_mes(num,course,normal_score,end_score)); } else{ stu__st_cour.get(num).setGradeMap(course,normal_score,end_score); } } void setStu__st_courAndMap(String num,String course,String end_score){ if(!stu__st_cour.containsKey(num)){ stu__st_cour.put(num,new StudentsAll_mes(num,course,end_score)); } else{ stu__st_cour.get(num).setGradeMap(course,end_score); } } void set_lab_grades(String stu_num,String course,String lab_num,String grades){ ArrayList<Integer> scores = new ArrayList<>(); String[] tem = grades.split(" "); for(int i=3;i<tem.length;i++){ if(tem[i].matches("\\d+")) scores.add(Integer.parseInt(tem[i])); } if(!stu__st_cour.containsKey(stu_num)){ StudentsAll_mes tem_stu_mes = new StudentsAll_mes(); tem_stu_mes.set_lab_stu_mes(stu_num,course,lab_num,scores); stu__st_cour.put(stu_num,tem_stu_mes); }else{ stu__st_cour.get(stu_num).set_lab_gradeMap(course,lab_num,scores); } } } class Input_Format { String regex_c_test = "^[\\u4e00-\\u9fa5a-zA-Z0-9]{1,10}\\s(必修|选修)\\s考试\\s((0.\\d{1,2})|(1-9?))\\s((0.\\d{1,2})|(1-9?))$"; String regex_c_inspect = "[\\u4e00-\\u9fa5a-zA-Z0-9]{1,10}\\s选修\\s考察$"; String regex_c_lab = "^[\\u4e00-\\u9fa5a-zA-Z0-9 ]{1,10}\\s实验\\s实验\\s[4-9]\\s((0.\\d{1,2})|(1-9?))(\\s((0.\\d{1,2})|(1-9?))){3,9}$"; String regex_CS = "^\\d{8}\\s+[\\u4e00-\\u9fa5a-zA-Z0-9]{1,10}\\s+[\\u4E00-\\u9FA5A-Za-z0-9]{1,10}\\s*((100)|(\\d{1,2})|(0))?\\s+((100)|(\\d{1,2})|(0))$"; String regex_lab = "^\\d{8}\\s[\\u4e00-\\u9fa5a-zA-Z0-9]{1,10}\\s[\\u4e00-\\u9fa5a-zA-Z0-9 ]{1,10}\\s((100)|([1-9]\\d)|\\d)(\\s((100)|([1-9]\\d)|\\d)){2,9}$"; boolean isEnd = true;//结束标志 String[] strings; void inputProcessing(String line,Data_storage data_storage) { lineProcessing(line);//分割 data_storage.output.add_input(line);//存储 if(line.matches(regex_c_inspect)){ data_storage.setInspectCourses(strings[0],strings[1],strings[2]); }else if(line.matches(regex_c_lab)){ data_storage.setLabCourses(strings[0],strings[1],strings[2],line); }else if(line.matches(regex_c_test)){ data_storage.setTestCourses(strings[0],strings[1],strings[2],strings[3],strings[4]);//成绩信息 } else if(line.matches(regex_CS)||line.matches(regex_lab)){ data_storage.setClasses(strings[0].substring(0,6)); data_storage.setStudents(strings[0].substring(0, 6), strings[1], strings[0]);//学生的添加 if (data_storage.courses.containsKey(strings[2])) {//课程里有这个课 if (data_storage.courses.get(strings[2]).type.equals("选修")) {// if (data_storage.courses.get(strings[2]).test_way.equals("考试")&&strings.length == 5) { data_storage.setStu__st_courAndMap(strings[0], strings[2], strings[3], strings[4]); }else if(data_storage.courses.get(strings[2]).test_way.equals("考察")&&strings.length==4){ data_storage.setStu__st_courAndMap(strings[0], strings[2], strings[3]); } else { data_storage.setStu__st_courAndMap(strings[0], strings[2], "no access", "no access"); } } else if (data_storage.courses.get(strings[2]).type.equals("必修")) {// if (strings.length == 5) { data_storage.setStu__st_courAndMap(strings[0], strings[2], strings[3],strings[4]); } else {//无效 data_storage.setStu__st_courAndMap(strings[0], strings[2], "no access", "no access"); } } else if(data_storage.courses.get(strings[2]).type.equals("实验")){ if(strings.length == 3+((Lab_Course) data_storage.courses.get(strings[2])).sub_scores_num){ data_storage.set_lab_grades(strings[0],strings[2], String.valueOf(((Lab_Course) data_storage.courses.get(strings[2])).sub_scores_num),line); }else{ data_storage.set_lab_grades(strings[0],strings[2],"num error","no access"); } } }else{ data_storage.setStu__st_courAndMap(strings[0], strings[2], "not exist"); } } } void lineProcessing(String line){ strings = line.split(" "); } } class Inspect_Score extends Score{ String end_score; Inspect_Score(String end_score) { this.end_score = end_score; } } class Output_Format { Calculate_grades calculate = new Calculate_grades(); String regex_c_test = "^[\\u4e00-\\u9fa5a-zA-Z0-9]{1,10}\\s(必修|选修|实验)\\s(考试|考察|实验)\\s((\\d{1,2})|(1-9?))\\s((\\d{1,2})|(1-9?))$"; String regex_c_test_e = "^[\\u4e00-\\u9fa5a-zA-Z0-9]{1,10}\\s(必修|选修|实验)\\s(考试|考察|实验)\\s((0.\\d{1,2})|(1-9?))\\s((0.\\d{1,2})|(1-9?))$"; String regex_c_inspect = "[\\u4e00-\\u9fa5a-zA-Z0-9]{1,10}\\s(必修|选修|实验)\\s(考试|考察|实验)$"; String regex_c_lab = "^[\\u4e00-\\u9fa5a-zA-Z0-9]{1,10}\\s(必修|选修|实验)\\s(考试|考察|实验)\\s[4-9]\\s((0.\\d{1,2})|(1-9?))(\\s((0.\\d{1,2})|(1-9?))){1,10}$"; String regex_CS = "^\\d{8}\\s+[\\u4e00-\\u9fa5a-zA-Z0-9]{1,10}\\s+[\\u4e00-\\u9fa5a-zA-Z0-9]{1,10}\\s*((100)|(\\d{1,2})|(0))?\\s+((100)|(\\d{1,2})|(0))$"; String regex_lab = "^\\d{8}\\s[\\u4e00-\\u9fa5a-zA-Z0-9]{1,10}\\s[\\u4e00-\\u9fa5a-zA-Z0-9]{1,10}\\s((100)|([1-9]\\d)|\\d)(\\s((100)|([1-9]\\d)|\\d)){1,20}$"; void outputProcessing(Data_storage data) { data.classes.forEach((num,Class)-> Class.students.forEach((name, student)-> calculate.final_score(data,student.num))); for(String i:data.output.input){ String[] tem = i.split(" "); if(i.matches(regex_c_test_e)||i.matches(regex_c_test)||i.matches(regex_c_inspect)||i.matches(regex_c_lab)){ if(tem[1].equals("必修")&&(tem[2].equals("考察")||tem[2].equals("实验"))){ data.output.add_output(tem[0] + " : course type & access mode mismatch"); }else if(tem[1].equals("实验")&&!tem[2].equals("实验")) { data.output.add_output(tem[0] + " : course type & access mode mismatch"); }else if(tem[1].equals("选修")&&tem[2].equals("实验")) { data.output.add_output(tem[0] + " : course type & access mode mismatch"); } if(tem[1].equals("实验")&&tem[2].equals("实验")) { if(tem.length-4>=4&&tem.length - 4<=9) { if (Integer.parseInt(tem[3]) != tem.length - 4) { data.output.add_output(tem[0] + " : number of scores does not match"); data.courses.remove(tem[0]); continue; } float tem_weight = 0; for (int j = 4; j < tem.length; j++) { tem_weight += Float.parseFloat(tem[j]); } if (Math.abs(tem_weight - 1) > 0.0001) { data.output.add_output(tem[0] + " : weight value error"); data.courses.remove(tem[0]); continue; } }else{ try { if (Integer.parseInt(tem[3]) != tem.length - 4) { data.output.add_output(tem[0] + " : number of scores does not match"); data.courses.remove(tem[0]); continue; } } catch (Exception ignored) { } } }if((tem[1].equals("必修")||tem[1].equals("选修"))&&tem[2].equals("考试")){ if(tem.length-3==2) { float tem_weight = Float.parseFloat(tem[3]) + Float.parseFloat(tem[4]); if (Math.abs(tem_weight - 1) > 0.0001) { data.output.add_output(tem[0] + " : weight value error"); data.courses.remove(tem[0]); } } } }else if(i.matches(regex_CS)||i.matches(regex_lab)) { if(!data.courses.containsKey(tem[2])){//不存在 data.output.add_output(tem[2]+" does not exist"); data.stu__st_cour.get(tem[0]).gradeMap.remove(tem[2]); }else{ if(data.courses.get(tem[2]).type.equals("必修") && tem.length!=5) {//必修 但是只有期末成绩 data.output.add_output(tem[0]+" "+tem[1]+" : access mode mismatch"); }else if(data.courses.get(tem[2]).type.equals("选修")) { if ((data.courses.get(tem[2]).test_way.equals("考试") && tem.length != 5) || (data.courses.get(tem[2]).test_way.equals("考察") && tem.length != 4)) data.output.add_output(tem[0] + " " + tem[1] + " : access mode mismatch"); }else if(data.courses.get(tem[2]).type.equals("实验")){ if(data.courses.get(tem[2]).test_way.equals("实验")&&(tem.length-3<4||tem.length-3>9||tem.length-3!=((Lab_Course) data.courses.get(tem[2])).sub_scores_num)) data.output.add_output(tem[0] + " " + tem[1] + " : access mode mismatch"); } } }else if(!i.equals("end")){ data.output.add_output("wrong format"); } } data.classes.forEach((cla_num,Class1)->{//遍历所有班级 Class1.students.forEach((stu_num,student)->{ int tem=calculate.stu_all_grades(data,stu_num); if(tem>=0) data.output.add_output(stu_num+" "+Class1.students.get(stu_num).name+" "+tem); else data.output.add_output(stu_num+" "+Class1.students.get(stu_num).name+" "+"did not take any exams"); }); }); data.courses.forEach((key,value)-> { int[] tem = calculate.single_course_grades(data, key); if (tem[0] < 0 && tem[1] < 0 && tem[2] < 0) {//三个为- 则没成绩 data.output.add_output(key + " has no grades yet"); }else { if (value.type.equals("选修") || value.type.equals("必修") || value.type.equals("实验")) { data.output.add_output(key + " " + tem[2]); } } }); data.classes.forEach((num,Class)->{ int tem = calculate.Class_grades(data,num); if(tem>=0) { data.output.add_output(num + " " + tem); }else data.output.add_output(num+" has no grades yet"); }); } void output_all(Data_storage data){ data.output.output.forEach(System.out::println); } } abstract class Score { String total_scores = "-100"; } class Student { String name; String num; Student(String name, String num) { this.name = name; this.num = num; } } class StudentsAll_mes { String num;//学生 TreeMap<String,Score> gradeMap =new TreeMap<>(); StudentsAll_mes(String stu_name, String course, String normal_score,String test_score){ this.num = stu_name; gradeMap.put(course,new Test_Score(normal_score,test_score)); } StudentsAll_mes(String stu_name, String course, String test_score){ this.num = stu_name; gradeMap.put(course,new Inspect_Score(test_score)); } public StudentsAll_mes() { } void set_lab_stu_mes(String stu_num,String course,String lab_num,ArrayList<Integer> scores){ this.num = stu_num; gradeMap.put(course,new Lab_Score(lab_num,scores)); } void set_lab_gradeMap(String course,String lab_num,ArrayList<Integer> scores){ if(!gradeMap.containsKey(course)) gradeMap.put(course,new Lab_Score(lab_num,scores)); } void setGradeMap(String course, String normal_score,String test_score){ if(!gradeMap.containsKey(course)) gradeMap.put(course, new Test_Score(normal_score,test_score)); } void setGradeMap(String course,String test_score){ if(!gradeMap.containsKey(course)) gradeMap.put(course,new Inspect_Score(test_score)); } } class Test_Score extends Score{ String normal_score; String end_score; Test_Score(String normal_score,String end_score) { this.normal_score = normal_score; this.end_score = end_score; } } class Lab_Score extends Score { String lab_num;//试验次数 ArrayList<Integer> scores; Lab_Score(String lab_num,ArrayList<Integer> scores){ this.lab_num = lab_num; this.scores = scores; } } class InAndOut_put { List<String> output = new ArrayList<>(); List<String> input = new ArrayList<>(); void add_output(String out){ output.add(out); } void add_input(String out){ input.add(out); } } public class Main { public static void main(String[] args) { Scanner scanner = new Scanner(System.in); Input_Format inputFormat = new Input_Format();//输入 Output_Format outputFormat = new Output_Format();//输出 Data_storage data_storage = new Data_storage(); while (inputFormat.isEnd){ String inputLine = scanner.nextLine(); if(inputLine.equals("end")){ inputFormat.isEnd = false; break; } inputFormat.inputProcessing(inputLine,data_storage); } outputFormat.outputProcessing(data_storage); outputFormat.output_all(data_storage); } }
本题心得：
课程3在课程2的基础上修改了计算总成绩的方式，我通过修改类结构，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。实现过程较为复杂，相对于菜单系列题目来说，代码长度较短，但是其中使用组合、继承等关系，后期看来结构更为清晰明了，但是在学习过程中较为痛苦。
7-3 jmu-Java-02基本语法-03-身份证排序
- 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
代码如下：
import java.util.*; public class Main { public static void main(String[] args) { Scanner scanner = new Scanner(System.in); int n = Integer.parseInt(scanner.nextLine()); String[] ids = new String[n]; for (int i = 0; i < n; i++) { ids[i] = scanner.nextLine(); } while (true) { String command = scanner.nextLine(); if (command.equals("sort1")) { List<String> dates = new ArrayList<>(); for (String id : ids) { String year = id.substring(6, 10); String month = id.substring(10, 12); String day = id.substring(12, 14); String date = year + "-" + month + "-" + day; dates.add(date); } Collections.sort(dates); dates.forEach(date -> System.out.println(date)); } else if (command.equals("sort2")) { Arrays.sort(ids, Comparator.comparing(Main::extractDateFromId)); for (String id : ids) { System.out.println(id); } } else { System.out.println("exit"); break; } } } private static String extractDateFromId(String id) { String year = id.substring(6, 10); String month = id.substring(10, 12); String day = id.substring(12, 14); return year + month + day; } }
7-4 jmu-Java-04面向对象进阶-03-接口-自定义接口ArrayIntegerStack
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]
代码如下：
import java.util.Arrays; import java.util.Scanner; 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 ArrayIntegerStack(){ } public String toString() { return Arrays.toString(arr); } public Integer push(Integer item) { if (item == null){ return null; } if(arr.length == top){ return null; } int a = top++; arr[a] = item; return item; } public Integer pop() { if (top == 0){ return null; } int a = --top; return arr[a]; } public Integer peek() { if (top == 0){ return null; } int a = top - 1; return arr[a]; } public boolean empty() { return top == 0; } public int size() { return top; } } public class Main { public static void main(String[] args) { Scanner scanner = new Scanner(System.in); int n = scanner.nextInt(); ArrayIntegerStack ais = new ArrayIntegerStack(n); int m = scanner.nextInt(); while(m-- > 0){ int item = scanner.nextInt(); System.out.println(ais.push(item)); } System.out.println(ais.peek() + "," + ais.empty() + "," + ais.size()); System.out.println(ais); int x = scanner.nextInt(); while(x-- > 0){ System.out.println(ais.pop()); } System.out.println(ais.peek() + "," + ais.empty() + "," + ais.size()); System.out.println(ais); } }
7-5 jmu-Java-03面向对象基础-05-覆盖
Java每个对象都继承自Object,都有equals、toString等方法。
现在需要定义PersonOverride类并覆盖其toString与equals方法。
1. 新建PersonOverride类
a. 属性：String name、int age、boolean gender，所有的变量必须为私有(private)。
b. 有参构造方法，参数为name, age, gender
c. 无参构造方法，使用this(name, age,gender)调用有参构造方法。参数值分别为"default",1,true
d.toString()方法返回格式为：name-age-gender
e. equals方法需比较name、age、gender，这三者内容都相同，才返回true.
2. main方法
2.1 输入n1，使用无参构造方法创建n1个对象，放入数组persons1。
2.2 输入n2，然后指定name age gender。每创建一个对象都使用equals方法比较该对象是否已经在数组中存在，如果不存在，才将该对象放入数组persons2。
2.3 输出persons1数组中的所有对象
2.4 输出persons2数组中的所有对象
2.5 输出persons2中实际包含的对象的数量
2.5 使用System.out.println(Arrays.toString(PersonOverride.class.getConstructors()));输出PersonOverride的所有构造方法。
提示：使用ArrayList代替数组大幅复简化代码，请尝试重构你的代码。
输入样例:
1 3 zhang 10 true zhang 10 true zhang 10 false
输出样例:
default-1-true zhang-10-true zhang-10-false 2 [public PersonOverride(), public PersonOverride(java.lang.String,int,boolean)]
代码如下：
import java.util.*; class PersonOverride{ private final String name; private final int age; private final boolean gender; public PersonOverride() { this("default", 1, true); } public PersonOverride(String name,int age,boolean gender) { this.name = name; this.age = age; this.gender = gender; } public String toString() { return this.name+"-"+this.age+"-"+this.gender; } public boolean equals(Object o) { if (this == o){ return true; } if(o == null) { return false; } if (this.getClass() != o.getClass()){ return false; } PersonOverride p = (PersonOverride) o; return Objects.equals((this.name), p.name) && this.gender == p.gender && this.age==p.age; } } public class Main{ public static void main(String [] args){ Scanner scanner=new Scanner(System.in); int n1 = scanner.nextInt(); scanner.nextLine(); PersonOverride[] persons1 = new PersonOverride[n1]; for(int i=0;i<n1;i++) { persons1[i] = new PersonOverride(); } int n2 = scanner.nextInt(); scanner.nextLine(); PersonOverride[] persons2 = new PersonOverride[n2]; int len2=0; for(int i=0;i<n2;i++) { String name = scanner.next(); int age = scanner.nextInt(); boolean gender = scanner.nextBoolean(); scanner.nextLine(); PersonOverride p = new PersonOverride(name,age,gender); boolean flag = true; for(int j=0;j<len2;j++) { if(persons2[j].equals(p)) { flag = false; break; } } if(flag) { persons2[len2] = p; len2++; } } for(PersonOverride p:persons1) { System.out.println(p); } for(int i=0;i<len2;i++) { System.out.println(persons2[i]); } System.out.println(len2); System.out.println(Arrays.toString(PersonOverride.class.getConstructors())); } }
三、踩坑心得
1.对于课程2，因为新增了实验课，所以刚开始我增加了许多类，虽然方便我理清题目，但是在实际操作时，反而会比较麻烦，主要在于无法和原先课程结合。
2.对于魔方题，题目难度并不大，略类中，主要难点在如何计算正三棱锥体积，在考试期间因为这个问题花费了许多时间。
四、主要困难及改进意见
1.对于新增实验课这种大类，如果只是简单新增加类，其实并不好与之前的代码结合。
改进意见：尽量减少类的增加，能在原代码类中修改的尽量在其中修改。
2.如果增加许多类，会造成结构混乱，不容易理清楚。
改进意见：增加类有好处也有坏处，需要根据自身需求考虑。
五、总结
我知道如何运用类的多态与继承，以及继承类的super用法，还有正则表达式的简单使用。明白如何使用容器类和容器类的作用，还有电脑文件的调用和一些对文件的处理方法。对正则表达式方面的知识还要多加深入学习；每天还是要多练，多学，多动手写代码，以达到熟练运用的效果。但是对那个构造一个对象数组的构造上还是有点迷糊，还有抽象父类中方法是否需要用抽象方法或者空方法体还没去细致了解这方面的差别。
浙公网安备 33010602011771号