学生选课系统基础版

一.Java 中的集合框架（上）

1.Java中的集合框架概述

2.Collection接口&接口简介

3.学生选课——创建学生类和课程类

4.学生选课——添加课程Ⅰ

5.学生选课——添加课程Ⅱ

6.学生选课——课程查询

7.学生选课——课程修改

8.学生选课——课程删除

9.学生选课——应用泛型管理课程Ⅰ

10.学生选课——应用泛型管理课程Ⅱ

11.学生选课——通过Set集合管理课程

二. Java 中的集合框架（中）

1.Map&HashMap简介

2.学生选课——使用Map添加学生

3.学生选课——删除Map中的学生

4.学生选课——修改Map中的学生

三.Java中的集合框架（下）

1.学生选课——判断list中课程是否存在

2.学生选课——判断Set中课程是否存在

3.学生选课——获取List中课程的位置

4.学生选课——判断Map中是否包含指定的key和value

5.应用Collections.sort()实现List排序

6.学生选课——尝试对学生序列排序

7.Comparable&Comparator简介

8.学生选课——实现学生序列排序

一.Java 中的集合框架（上）
1.Java中的集合框架概述

JAVA集合框架体系结构：Collection与Map是两个根接口。
Collection接口：内部存储的是一个个独立的对象。包含：
1、List接口：序列，存储元素排列有序且可重复。实现类:ArrayList，数组序列。实现类：LinkedList，链表。
2、Queue接口：队列，存储元素排列有序且可重复。实现类：LinkedList，链表。
3、Set接口：集，存储元素无序且不可重复。实现类：HashSet，哈希集。

Map接口：内部以<Key,Value>两个对象（任意类型）为一个映射去存储数据，这一个映射就是Entry类（Map的内部类）的实例。包括：实现类：HashMap，哈希表。

2.Collection接口&接口简介
Collection接口是List、Set、Queue接口的父接口
Collection接口定义了可用于操作List、Set和Queue的方法--增删改查
List接口及其实现类--ArrayList
List是元素有序并且可以重复的集合，被称为序列。
List可以精确的控制每个元素的插入位置，或删除某个位置元素
List有add()插入方法和get()获取方法
ArrayList--数组序列，是List的一个重要实现类
ArrayList底层是由数组实现的，这也是其名字的由来
3.学生选课——创建学生类和课程类
public class Student{

public String id;

public String name;

public Set courses;

public Student(String id,String name){

this.id=id;

this.name=name;

this.courses=new HashSet();

}

}

学生的可选择的课程信息存放在Set类型的属性courses中
在构造器中将courses进行初始化（实例化）this.courses=new HashSet()；因为Set是一个接口，所以不能直接实例化，通过HashSet这个实现类来进行实例化 ,需要导入包
在实际开发中，应该把所有的属性都私有化，然后通过get 和 set 来访问属性。
学生的可选择的课程信息存放在Set类型的属性courses中
在构造器中将courses进行初始化（实例化）this.courses=new HashSet()；因为Set是一个接口，所以不能直接实例化，通过HashSet这个实现类来进行实例化 ,需要导入包
在实际开发中，应该把所有的属性都私有化，然后通过getter 和 setter 来访问属性。
实际开发中，类的属性应该私有化
4.学生选课——添加课程Ⅰ

（1）
对象被存入集合都变成object类型了取出时需要类型强转
例：Course temp = (Course)coursesToSelect.get(0);
（2）
添加进list中的位置（index）介于【0，length】之间；0代表插到队头，length代表插到队尾。
（3）
List是接口，所以在构造方法中不能直接实例化，而通过ArrayList()实例化！！！
例：public List coursesToSelect = new ArrayList();
（4）
List、Set、Map都是接口不可以直接对他实例化要借助相应的实例化类 ArrayList(), HashSet(),HashMap();
（5）
调用Add()方法添加到List中。有两种方法：
1. 直接添加，例：CoursesToSelect.add(cr1);
2. 可以指定添加的位置，例：CoursesToSelect.add(0,cr1);
（6）
如果添加到List中的长度大于他目前的长度，则系统会出现异常，即数组下表越界异常

5.学生选课——添加课程Ⅱ
list中还有addAll(List list)
就是将一个List里面的元素一股脑的全都加进去，
一般定义一个数组，如何把一个数组转换成List？调用方法Arrays.asList(Object[] obs);
//可以将一个数组转换为一个List，然后可以将这个元素传进addAll()里面
当然还有addAll（index,List list）方法
removeAll直接传入一个list，同理
记得取出东西之后，要类型强转哦！！！因为取出来都是Object的。
向List中添加元素的几种方法：
新建List类
public List courseToSelect;
初始化List类
public ListTest()
{
this.courseToSelect=new ArrayList();
}
向List中添加数据
method_1
courseToSelect.add(对象1);
method_2
courseToSelect.add(位置,对象2);
method_3
courseToSelect.addAll(Arrays.asList(数组_对象3));
method_4
courseToSelect.addAll(位置,Arrays.asList(数组_对象4));
获取
Course temp=(Course)courseToSelect.get(位置);

6.学生选课——课程查询
以下三种方法都是用来取出List中元素的方法：
-----for循环-----
public void testGet(){
int size=coursesToSelect.size();
for(int i=0;i<size;i++){
Course cr=(Course) coursesToSelect.get(i);
System.out.println("取出的课程："+cr.getId()+":"+cr.getName());
}
}
-----迭代器-----
Iterator是一个接口,依赖于集合存在的
Iterator it=courseToSelect.iterator();
while(it.hasNext()){
Course cr=(Course) it.next();
System.out.println("课程:" + cr.id + ":" + cr.name);
}

-----for each(增强for循环)-----

凡是继承了Iterable接口的类所生成的对象都可以用for/each循环

for(Object obj:coursesToSelect){//遍历集合中的每一个元素，作为每一个Object变量
Course cr=(Course) obj;
System.out.println("课程:" + cr.id + ":" + cr.name);
}

7.学生选课——课程修改
使用set（index,Object element）修改元素，index表示索引位置，element表示新对象。
修改List的元素
public void testModify(){
coursesToSelect.set(4,new Course("7","毛概"));
}
public List a = new ArrayList(); //创建List

a.add(index,object); //j将元素添加到List的第index+1位置

a.get(index); //获取List的第index+1位置的元素

a.set(index,object) //更新List的第index+1位置的元素

a.remove(index,object) //删除List的第index+1位置的元素
8.学生选课——课程删除
(删除元素)List中有remove(index),remove(对象值)和removeAll(Arrays.asList(对象数组名))方法来删除容器中元素的值(用法和add类似).
Course是信息课程类，有id和name属性。courseToSelect是list的序列容器对象。
1.remove(index);删除位置要大于0并且小于List(序列容器)的长度。如果要删除全部可以用for循环嵌套此方法。
2.remove(object);先要获得删除的值，用法是先定义一个信息变量通过get()来存放要删除的值,然后用remove(删除的对象值);
public void textdelect{
Course cr=(Course)(courseToSelect.get(4));
courseToSelect.remove(cr);//通过remove(对象值);
或者 courseToSelect.remove(4);//通过remove(删除位置); }
3.removeAll(Arrays.asList());要删除指定的多个位置 Arrays.asLIst(对象数组名);作用是把数组转换为集合
用法是先创建信息对象数组存放删除元素的值，然后再用removeAll(Arrays.asList(对象数组名))方法,删除集合数组的元素。
public void textdelext2{
Course []course={(Course)(courseToSelect.get(4)),(Course)(courseToSelect.get(5))}; // 定义数组存放要删除的值
courseToSelect.removeAll(Arrays.asList(course)); // 删除4和5位置的值 }

9.学生选课——应用泛型管理课程Ⅰ
泛型<>;规定List定义的容器只能存储某种类型的元素。不用泛型的话是什么类型的元素都可以插入，因为插入集合是忽略其类型，把它看成为Object类型，取出时需要强行转换对应的类型。
编写带有泛型的集合
List<Course> courseToSelect;
在构造方法中(实例化的时候也可以不在构造方法，直接实例就可以)
this.courseToSelect=new ArrayList<Course>(); //带有泛型-Course的List类型属性就创建了
泛型集合中，不能添加泛型规定的类型以及其子类型以外的对象，否则会报错。
运用了泛型的话，用foreach语句时存储变量应该为泛型的类型。for(Course a:courseToSelect),不必再用Object取出再强转，因为已经规定容器里装的都是Course类型。

10.学生选课——应用泛型管理课程Ⅱ
子类要调用父类的隐式构造器，但父类如果有含参构造器，则不会自动生成一个无参构造器，需要手动添加无参构造器。

总结关于list类型的一下用法：
1.创建对象
List list = new ArrayList();
2.向list对象中添加数据
（1）Course crre = new Course("1","数据结构");//一个类的对象
list.add(crre);//将对象添加到list中
（2）Course[] crre = {new Course("",""),new Course("","");//对象的数组
list.addAll(0,Arrays.asList(course));//切记Arrays.asList方法
3.获取集合中的元素
（1）Course temp = (Course)list.get(0);//注意强转
（2）Iterator it = list.iterator();
while(it.hasNext()){
Course cr = (Course)it.next();//迭代遍历，使用iterator方法
}
（3）for(Object obj:list){
Course cr = (Course)obj;
}//foreach方法，注意Object的使用
4.集合中参数的修改
list.set(2,new Course("",""));
5.集合中数据的删除
(1)list.remove(位置）;
(2)Course[] crr = {(Course)list.get(位置）(Course)list.get(位置）}；
list.removeAll(Arrays.asList(crr));//参考addAll
6.带有泛型的list
List<Course> course = new ArrayList<Course>();//相当于添加进去的元素有了具体类型，不再是Object
7.list可以添加子类型的对象
8.list不能直接添加基本类型（int,float等）的对象，如果要添加，需要使用其包装类

11.学生选课——通过Set集合管理课程
Set接口及其实现类——HashSet

Set是元素无序并且不可以重复的集合，被称为集；

HashSet——哈希集，是Set的一个重要实现类。

1、Set没有像List中set()方法一样就修改，因为List是有序的，可以指定位置，而Set是无序的。

2、查询遍历时，Set不能用get()方法去获取，因为无序没有指定索引ID，但可以使用foreach和iterator来遍历，但是每次遍历出来可能顺序都不一样，还是因为无序造成的。

3、Set中的size(),add(),addAll(),remove(),removeAll()与List类似。

4、Set还可以添加null；无序演示（如图）

二. Java 中的集合框架（中）
1.Map&HashMap简介
1. Map接口提供了一中映射关系，其中的元素是键值对（key-value）的形式存储的，能够实现根据Key快速查找value。Key-value可以是任何对象，是以Entry类型的对象实例存在的。
2.Key是不可以重复的，Value是可以重复的。Key-value都可以为null，不过只能有一个key是null。
3.map支持泛型，Map<K,V>
4.每个键最多只能映射到一个值
5.Map接口提供了分别返回key值集合、value值集合以及Entry（键值对）集合的方法
6.通过put<K key,V value>,remove<Object key>操作数据
7.HashMap中的Entry对象是无序排列的，HashMap是Map的一个重要实现类，也是最常用的

2.学生选课——使用Map添加学生
Map接口提供了分别返回key值集合、value值集合以及Entry（键值对）集合的方法
Map支持泛型，形式如：Map<K,V>
HashMap类
HashMap是Map中的一个重要的实现类，也是最常用的，给予哈希表实现
HashMap中的Entry对象是无序排列的
Key值和Value值都可以为Null，但是一个HashMap只能有一个key值为Null的映射（key值不可重复）

student.get(ID)是采用Map的get（）方法，检测是否存在值为ID的学生，如果没有，则返回null.

keySet()方法，返回所有键的Set集合。
取得Map的容量可用size()方法。

keyset()返回Map中所有的key以集合的形式可用Set集合接收，HashMap当中的映射是无序的。
students.get(ID)是采用Map的get()方法
import java.util.Map;
public class MapTest{
//用来承装学生类型对象
public Map<String,Student> students;
//构造器中初始化students；
public MapTest(){
this.students=new HashMap<String,Student>();}
/**测试添加：输入学生ID，判断是否被占用
若有被占用，则输入姓名，创建心学生对象，并且
添加到student中*/
public void tsetPut(){
//创建一个Scanner对象，用来获取输入的学生ID和姓名
Scanner console=new Scanner(System.in);
int i=0;
while(i<3){
System.out.println("请输入学生ID");
String ID=console.next();
//判断该ID是否被占用
Student st=student.get(ID);
if(st==null){
//提示输入学生姓名
System.out.println("请输入学生姓名");
String name=console.next();
//创建新的学生对象
Student newStudent=new Student(ID,name);
//通过调用students的put方法，添加ID-学生映射
student.put(ID,newStudent);
System.out.println("成功添加学生："+students.get(ID).name);
i++;
else{
System.out.println("该学生ID已被占用！");
continue;}}}}
//测试Map的keySet方法
public void testKeySet(){
//通过keySet方法，返回Map中的所有“键”的Set集合
Set <String> keySet=students.keySet();
//取得students的容量
System.out.pritnln("总共有："+students.size()+"个体学生");
//遍历keySet，取得每一个键，再调用get（）方法取得每个键对应的value
for(String stuId:keySet){
Student st=students.get(stuId);
if(st!=null)
System.out.println("学生："+st.name);
}
}
public static void main(String args){
MapTest mt=new MapTest();
mt.testPut();
mt.testKeySet();
}}

3.学生选课——删除Map中的学生
Map增删改查：
增：map的put(key,value)方法添加。
查：1.利用keyset()方法获得Map中key的集合，再遍历key的集合，利用Map的get(key)方法得到key对应的value值。
2.利用EntrySet方法获取May中Entry对象集：然后用foreach遍历集，再用Entry集的getkay()和getvalue()方法得到每一个key值和value值。
删：remove(object key)
改：put(原有的key,新的value)
通过entrySet可以返回Map中的所有键值对
Set<Entry<String,Student>>entrySet = students.entrySet();
//测试删除Map中的映射
public void testRemove(){
//获取从键盘输入的待删除学生ID字符串
Scanner console=new Scanner(System.in);
while(true){
//提示输入待删除的学生ID
System.out.println("请输入要删除的学生ID！");
String ID=console.next();
//判断该ID是否有对应的学生对象
Student st=students.get(ID);
if(st==null){
//提示输入的ID并不存在
System.out.println("该ID不存在！");
continue;}
students.remove(ID);
System.out.println("成功删除学生："+st.name);
break;}}
//通过entrySet方法遍历Map
public void testEntrySet(){
//通过entrySet方法，返回Map中的所有键值对
Set <Entry<String,Student>>entrySet=students.entrySet();
for(Entry<String,Student>entry:entrySet){
System.out.println("取得键："+entry.getKey());
System.out.println("对应的值为："+entry.getValue().name);}
}
//main方法中调用
mt.testRemove();
mt.testEntrySet();

4.学生选课——修改Map中的学生
关于Map:
1.初始化变量
Map<String,Student>students = new HashMap<String,Student>()
//初始化key值为String,存放的数据类型为student的students集合
2.put()增加对象
Student newStu = new Student(ID,name);
students.put(ID,newStudent);//以ID作为key值
3.查找对象
（1）Set<String>keySet = students.keySet();
for(String stuId：keySet){
Student st =students.get(stuId);
}//先用keySet()获取所有的key,再遍历获取每一个对象
（2）Set<Entry<String,Student>>entrySet = students.entrySet();//由于每个键值对都以entry类型存放，yongentrySet（）方法获取所有键值对
for(Entry<String,Student>entry:entrySet) {//遍历获取键值对
entry.getKey();//获取key
entry.getValue();//获取value
}
4.删除
students.remove(ID);//根据key的值删除
5.修改
Student stu = students.get(ID);
Student newStudent =new Student(ID,newname);
students.put(ID,newStudent);
/*Map中没有直接修改的方法，所以采用先找出对象，然后不修改key值，只修改value的方法进行修改*/

//利用put方法修改Map中的已有映射
public void testModify(){
//提示要输入要修改的学生ID
System.out.println("请输入要修改的学生ID：");
//创建一个Scanner对象，去获取从键盘上输入的学生ID字符串
Scanner console=new Scanner(System.in);

三.Java中的集合框架（下）
1.学生选课——判断list中课程是否存在
"=="和equals()的区别：
　1）对于==，如果作用于基本数据类型的变量，则直接比较其存储的 “值”是否相等；
　　　　如果作用于引用类型的变量，则比较的是所指向的对象的地址
　　2）对于equals方法，注意：equals方法不能作用于基本数据类型的变量
　　　　如果没有对equals方法进行重写，则比较的是引用类型的变量所指向的对象的地址；
　　　　诸如String、Date等类对equals方法进行了重写的话，比较的是所指向的对象的内容。
@Override
public boolean equals(Object obj){
//如果obj与比较对象的位置相同，说明obj是从集合中取出再与该位置的元素比较，所以肯定相同
if(this==obj)
   return true;
if(obj==null){//若字符串为空，则不能进行字符串比较，所以返回false
   return false;
if(!(obj instanceof Course)){//若果obj当前类型不是Course，则当前两个对象肯定不相同
//instanceof 它的作用是判断其左边对象是否为其右边类的实例
return false;
       //若上述均通过，则说明obj为Course对象，且当前对象不为空
Course course=(Course)obj;
if(this.name==null){
   if(course.name==null)
   return true;
   else
   return false;
}else{
   if(this.name.equals(course.name))
   return true;
   else
   return false;
}
}

2.学生选课——判断Set中课程是否存在
使用set中的contains方法，set中调用contains（obj）方法，contains方法的实现机制：先调用object中的hashcode方法，再调用object中的equals方法。所以要对对象的hashcode（）方法和equals方法重写，可以使用eclipse中的source>GENARATE hashcode（），在对象的类中，实现方法的重写。
@Override
   public int hashCode() {
       final int prime = 31;
       int result = 1;
       result = prime * result + ((id == null) ? 0 : id.hashCode());
       result = prime * result + ((name == null) ? 0 : name.hashCode());
       return result;
   }

public void testsetcontains(){
       System.out.println("请输入课程名称：");
       Scanner nnew = new Scanner(System.in);
       String name = nnew.next();
       Course course2 = new Course();
       course2.name = name;（此时只定义了name属性，id属性没有定义！！所以重写hashCode（）时候不能把id选住）
       System.out.println("创建新课程："+ course2.name);
       System.out.println("备选课程中是否包括上面的课程" + course2.name+","+ student.courses
               .contains(course2));
   }

3.学生选课——获取List中课程的位置
indexOf()方法与lastIndexOf()方法实现原理：
1、遍历调用每个元素的equals()方法，如果返回true则将次元素的索引返回；
2、如果有多个相同元素，则只返回第一个元素的索引；
3、lastIndexOf()方法则从最后一个元素开始遍历；

4.学生选课——判断Map中是否包含指定的key和value
Map中通过containsKey()方法和containsValue()方法来判断键和值是否存在
Map 中对对象进行了 Key 标记，通过 get（Key）可以取得对应的对象
Map 的containsValue（）方法的参数是 Object 对象，因为Map 的 Value 值是对象元素
Map 的containsKey（）方法取得 Map 映射的 Key 值
List中的contains()方法借Map中的containsValue()方法调用equals()方法来进行比较。所以要重写Hashcode和equals方法
跟 List 的 contains（）方法一样，Map 中的 containsValue（）方法也会调用每个 Value 值的 equals（）方法去和参数对象比较

id 是string类型 contains方法使用equals方法来比较，所以值相等就返回ture
Value 是Student类型，自己定义的，默认的contains方法中的equals方法，比较的是两个引用是否一样，所以要重写equals方法
由于是比较两student类型是否相同，所以要做Student类中重写equals方法
public static void main(String[] args){
MapTest mt = new MapTest();
mt.testPut();
mt.testKeySet();
mt.testModify();
mt.testEntrySet();
}
public void testContainsKeyOrValue(){
System.out.println("请输入要查询的学生ID");
Scanner console = new Scanner(System.in);
String id = console.next();
System.out.println("您输入的学生ID为："+id+"，在学生映射表中是否存在："+students.containsKey(id));
if(students.containsKey(id))
System.out.println("对应的学生为："+students.get(id).name);
}

5.应用Collections.sort()实现List排序
public String testRandomString(){
       StringBuilder stringBuilder = new StringBuilder();
       //存放所包含字符62位
       String container = "abcdefghijklmnopqrstuvwxyzABCDEFGHIJKLMNOPQRSTUVWXYZ0123456789";
       Random random = new Random();
       int num = 0;
       while(num == 0){
           num = random.nextInt(10);
       }
       for(int i = 0; i < num; i++){
           int index = random.nextInt(61);
           stringBuilder.append(container.charAt(index));
       }
       return stringBuilder.toString();
   }

6.学生选课——尝试对学生序列排序
collection.sort（）方法对元素进行排序，列表中的元素都必需实现 Comparable 接口，否则不能使用 sort（）方法排序

package com.imooc_b;

import java.util.ArrayList;

import java.util.Collections;

import java.util.List;

import java.util.Random;

public class CollectionsTset {

public void Sort() {

List<String> listTset = new ArrayList<String>();

Random random = new Random();

// 生成十条不重复的字符串(由数字和字母组成)

for (int i = 0; i < 10; i++) {

StringBuffer buffer = new StringBuffer();

do {

// 字符串长度为10以内的整数,nextInt()范围为(0,9)，字符串长度不想设置为空就加1

int k = random.nextInt(9) + 1;

// 随机生成字符串

for (int j = 0; j < k; j++) {

int b;

do {

// 随机生成0到122的数字，0到9表示数字字符，65到90表示'A'到'Z'

// 97到122表示'a'到'z'

b = (int) (Math.random() * 123);

}

// 当生成的字符为'0'到'9'或'a'到'z'或'A'到'Z'时跳出

while (!((b >= 0 && b <= 9) || (b >= 'a' && b <= 'z') || (b >= 'A' && b <= 'Z')));

if (b >= 0 && b <= 9) {

String in = Integer.toString(b);

buffer.append(in);

} else {

char ch = (char) b;

String in = String.valueOf(ch);

buffer.append(in);

}

}

} while (listTset.contains(buffer.toString()));

// 如果list没有该字符串就加入

listTset.add(buffer.toString());

}

System.out.println("-------排序前----------");

for (String string : listTset) {

System.out.println("元素：" + string);

}

Collections.sort(listTset);

System.out.println("---------排序后---------");

for (String string : listTset) {

System.out.println("元素：" + string);

}

}

public static void main(String[] args) {

CollectionsTset ct = new CollectionsTset();

ct.Sort();

}

}

7.Comparable&Comparator简介
一、compareable 是默认比较规则， comparator是临时比较规则
1.Comparable接口------可比较的
实现该接口表示：这个类的实例可以比较大小，可以进行自然排序
定义了默认的比较规则
其实现类需实现compareTo()方法
comparaTo()方法返回正数表示大，负数表示小，0表示相等
2.Comparator接口-----比较工具接口
用于定义临时比较规则，而不是默认比较规则
其实现类需要实现compare()方法
Comparator和Comparable都是Java集合框架的成员

compareable 需要实现compare to方法， comparator需要实现 compare方法

三、Java集合框架：
Collection接口，Map接口，Collections工具类，Comparable接口，Comparator接口
8.学生选课——实现学生序列排序
让没有默认比较规则的类进行比较的方法
一、让该类实现Comparable接口：
1、在该类中加上implements Comparable<类名>。
2、实现.compareTo(类名对象名)方法，若this较大则返回正值，若相等则返回0，若this较小则返回负值。（各种类都包含.compareTo()方法）
3、调用Collections.sort（对象名）进行排序。
二、让该类实现Comparator接口：
1、新建一个类加上implements Comparator<类名>
2、实现.compare(类名对象名1，类名，对象名2)方法，若this较大则返回正值，若相等则返回0，若this较小则返回负值。
3、调用Collections.sort（对象名，实现Comparator<类名>接口的对象名）方法。（因此要重建一个类来实现Comparator接口！！）

字符串大小比较方式：分别将每一个字符串的每一位进行比较，0-9>A-Z>a-z。
public class CollectionSort {
public void sort3(){

List<Student> studentList = new ArrayList<Student>();
List<Integer> i = new ArrayList<Integer>();
Random r = new Random();
int n;

for(int j=0;j<3;j++){

do{
n = r.nextInt(1000);
}while(i.contains(n));
i.add(n);

}

studentList.add(new Student(i.get(0).toString(),"小明"));
studentList.add(new Student(i.get(1).toString(),"小红"));
studentList.add(new Student(i.get(2).toString(),"小刚"));
System.out.println("---------排序前----------");
for (Student student : studentList) {
System.out.println("学生："+student.id+"."+student.name);
}
Collections.sort(studentList);
System.out.println("---------排序后----------");
for (Student student : studentList) {
System.out.println("学生："+student.id+"."+student.name);
}
}

}