day07【Scanner类、Random类、ArrayList 类】

2024-03-26 15:16:10

今日内容

API概述

Scanner 类

Random类

ArrayList 类

教学目标

能够明确API的使用步骤

能够使用Scanner 类获得键盘录入数据

能够使用Random类生成随机数

能够使用数组存储自定义类型并遍历

能够使用ArrayList 集合的构造方法创建ArrayList 集合对象

能够使用ArrayList 集合存储数据

能够使用ArrayList 集合中常用的方法

能够使用ArrayList 集合存储字符串并遍历

能够使用ArrayList 集合存储自定义对象并遍历

能够使用ArrayList 类作为形式参数和返回值类型

第1章API

概述

API(Application Programming Interface)，应用程序编程接口。Java API是一本程序员的字典，是JDK中提供给我们使用的类的说明文档。这些类将底层的代码实现封装了起来，我们不需要关心这些类是如何实现的，只需要学习这些类如何使用即可。所以我们可以通过查询API的方式，来学习Java提供的类，并得知如何使用它们。

API使用步骤

1. 打开帮助文档。

2. 点击显示，找到索引，看到输入框。

3. 你要找谁？在输入框里输入，然后回车。

4. 看包。java.lang 下的类不需要导包，其他需要。

5. 看类的解释和说明。

6. 学习构造方法。

7. 使用成员方法。

第2章Scanner类

了解了API的使用方式，我们通过Scanner 类，熟悉一下查询API，并使用类的步骤。

2.1什么是Scanner类

一个可以解析基本类型和字符串的简单文本扫描器。例如，以下代码使用户能够从 System.in 中读取一个数：

Scanner  sc = new Scanner(System.in); 
int i = sc.nextInt();

备注：System.in 系统输入指的是通过键盘录入数据。

2.2引用类型使用步骤

导包

使用import 关键字导包，在类的所有代码之前导包，引入要使用的类型，java.lang 包下的所有类无需导入。格式：

import 包名.类名;

举例：

java.util.Scanner;

创建对象

使用该类的构造方法，创建一个该类的对象。格式：

数据类型  变量名  =  new 数据类型(参数列表);

举例：

 Scanner  sc = new Scanner(System.in);

调用方法

调用该类的成员方法，完成指定功能。格式：

 变量名.方法名();

举例：

int i = sc.nextInt(); // 接收一个键盘录入的整数

2.3Scanner使用步骤

查看类

java.util.Scanner ：该类需要import导入后使用。

查看构造方法

public Scanner(InputStream source) : 构造一个新的 Scanner ，它生成的值是从指定的输入流扫描的。 查看成员方法

public int nextInt() ：将输入信息的下一个标记扫描为一个 int 值。

使用Scanner 类，完成接收键盘录入数据的操作，代码如下：

//1. 导包
import java.util.Scanner ;
public class Demo01_Scanner {
    public static void main(String[] args) {         //2. 创建键盘录入数据的对象
        Scanner sc = new Scanner (System.in);  
        //3. 接收数据
        System.out.println ("请录入一个整数：");         int i = sc.nextInt();
 
        //4. 输出数据
        System.out.println ("i:"+i);
    }
}

2.4练习

求和

键盘录入两个数据并求和，代码如下：

import  java.util.Scanner ;
public class Test01Scanner {
  public static void main(String[] args) {
    // 创建对象
    Scanner sc = new Scanner (System.in);
    // 接收数据
    System.out.println ("请输入第一个数据：");
    int a = sc.nextInt();
    System.out.println ("请输入第二个数据：");
    int b = sc.nextInt();
    // 对数据进行求和
    int sum = a + b;
System.out.println ("sum:" + sum);   }
}

取最值

键盘录入三个数据并获取最大值，代码如下：

 import java.util.Scanner ;
public class Test02Scanner {
  public static void main(String[] args) {     // 创建对象
    Scanner sc = new Scanner (System.in);     // 接收数据
    System.out.println ("请输入第一个数据：");     int a = sc.nextInt();
    System.out.println ("请输入第二个数据：");     int b = sc.nextInt();
    System.out.println ("请输入第三个数据：");     int c = sc.nextInt();
 
    // 如何获取三个数据的最大值
    int temp = (a > b ? a :b);
    int max = (temp > c ? temp : c);
 
    System.out.println ("max:" + max);
  }
}

2.5匿名对象【了解】

概念

创建对象时，只有创建对象的语句，却没有把对象地址值赋值给某个变量。虽然是创建对象的简化写法，但是应用场景非常有限。

匿名对象：没有变量名的对象。

格式：

new 类名(参数列表)；

举例：

 new Scanner(System.in)；

应用场景

1. 创建匿名对象直接调用方法，没有变量名。

 new Scanner(System.in).nextInt();

2. 一旦调用两次方法，就是创建了两个对象，造成浪费，请看如下代码。

new Scanner(System.in).nextInt(); 
new Scanner (System.in).nextInt();

小贴士：一个匿名对象，只能使用一次。

3. 匿名对象可以作为方法的参数和返回值

作为参数：

class Test {
    public static void main(String[] args) {         // 普通方式
        Scanner sc = new Scanner(System.in);          input(sc);
      
        //匿名对象作为方法接收的参数
        input(new Scanner (System.in));
    }
  
   public static void input(Scanner  sc){         System.out.println (sc);
    }
}

作为返回值

class Test2 {
     public static void main(String[] args) {         // 普通方式
        Scanner sc = getScanner(); 
    }
    
    public static Scanner getScanner(){         //普通方式
        //Scanner sc = new Scanner(System.in);  
        //return sc;
      
        //匿名对象作为方法返回值
        return new Scanner (System.in);
    }
}

第3章Random类

3.1什么是Random类

此类的实例用于生成伪随机数。

例如，以下代码使用户能够得到一个随机数：

Random r = new Random(); 
int i = r.nextInt ();

3.2Random使用步骤

查看类

java.util.Random ：该类需要 import 导入使后使用。

查看构造方法

public Random() ：创建一个新的随机数生成器。

查看成员方法

public int nextInt(int n) ：返回一个伪随机数，范围在 0 （包括）和指定值 n （不包括）之间的 int 值。

使用Random类，完成生成3个10以内的随机整数的操作，代码如下：

//1. 导包
import java.util.Random;
public class Demo01_Random {
    public static void main(String[] args) {         //2. 创建键盘录入数据的对象
        Random r = new Random();
 
        for(int i = 0; i < 3;i++){
            //3. 随机生成一个数据
            int number = r.nextInt(10);             //4. 输出数据
            System.out.println ("number:" + number);         }       
    }
}

备注：创建一个 Random 对象，每次调用 nextInt() 方法，都会生成一个随机数。

3.3练习

获取随机数

获取1-n之间的随机数，包含n，代码如下：

 // 导包
import java.util.Random;
public class Test01Random {
  public static void main(String[] args) {     int n = 50; 
    // 创建对象
    Random r = new Random();
    // 获取随机数
    int number = r.nextInt(n) + 1;
    // 输出随机数
    System.out.println ("number:"  + number);   }
}

猜数字小游戏

游戏开始时，会随机生成一个1-100 之间的整数 number 。玩家猜测一个数字 guessNumber ，会与 number 作比较，系统提示大了或者小了，直到玩家猜中，游戏结束。

小贴士：先运行程序代码，理解此题需求，经过分析后，再编写代码

 // 导包
import java.util.Random;
public class Test02Random {
  public static void main(String[] args) {
    // 系统产生一个随机数1‐100之间的。
    Random r = new Random();
    int number = r.nextInt(100) + 1;
    while(true){
      // 键盘录入我们要猜的数据
      Scanner sc = new Scanner(System.in);
      System.out.println("请输入你要猜的数字(1‐100)：");
      int guessNumber  = sc.nextInt();
 
      // 比较这两个数据(用if语句)
      if (guessNumber > number) {
        System.out.println ("你猜的数据" + guessNumber + "大了");
      } else if (guessNumber < number) {
        System.out.println ("你猜的数据" + guessNumber + "小了");
      } else {
        System.out.println ("恭喜你,猜中了");
        break;
      }
    }
  }
}

第4章ArrayList类

4.1引入——对象数组

使用学生数组，存储三个学生对象，代码如下：

public class Student {
  private String name;
  private int age;
  public Student() {
  }
  public Student(String name, int age) {
    this.name = name;
    this.age = age;
  }
  public String getName() {
    return name;
  }
  publicvoid setName(String name) {
    this.name = name;
  }
  publicint getAge() {
    return age;
  }
  publicvoid setAge(int age) {
    this.age = age;
  }
}
public class Test01StudentArray {
  public static void main(String[] args) {
    //创建学生数组
    Student[] students = new Student [3];
 
    //创建学生对象
    Student s1 = new Student ("曹操",40);
    Student s2 = new Student ("刘备",35);
    Student s3 = new Student ("孙权",30);
 
    //把学生对象作为元素赋值给学生数组
    students [0] = s1;
    students [1] = s2;
    students [2] = s3;
 
    //遍历学生数组
    for(int x=0; x<students.length; x++) {
      Student s = students[x];
      System.out.println(s.getName ()+"‐‐‐"+s.getAge());
    }
  }
}

到目前为止，我们想存储对象数据，选择的容器，只有对象数组。而数组的长度是固定的，无法适应数据变化的需求。为了解决这个问题，Java提供了另一个容器 java.util.ArrayList 集合类,让我们可以更便捷的存储和操作对象数据。

4.2什么是ArrayList类

java.util.ArrayList 是大小可变的数组的实现，存储在内的数据称为元素。此类提供一些方法来操作内部存储的元素。 ArrayList 中可不断添加元素，其大小也自动增长。

4.3ArrayList使用步骤

查看类

java.util.ArrayList <E> ：该类需要 import 导入使后使用。

<E> ，表示一种指定的数据类型，叫做泛型。 E ，取自Element （元素）的首字母。在出现 E 的地方，我们使用一种引用数据类型将其替换即可，表示我们将存储哪种引用类型的元素。代码如下：

 ArrayList<String>，ArrayList<Student>

查看构造方法

public ArrayList() ：构造一个内容为空的集合。

基本格式:

ArrayList<String> list = new ArrayList<String>();

在JDK 7后,右侧泛型的尖括号之内可以留空，但是<>仍然要写。简化格式：

ArrayList<String> list = new ArrayList<>();

查看成员方法

public boolean add(E e) ：将指定的元素添加到此集合的尾部。

参数 E e ，在构造ArrayList 对象时， <E> 指定了什么数据类型，那么 add(E e) 方法中，只能添加什么数据类型的对象。

使用ArrayList 类，存储三个字符串元素，代码如下：

public  class Test02StudentArrayList {
  public static void main(String[] args) {
    //创建学生数组
    ArrayList <String> list = new ArrayList<>();
 
    //创建学生对象
    String s1 = "曹操";
    String s2 = "刘备";
    String s3 = "孙权";
 
    //打印学生ArrayList集合
    System.out.println (list);
 
    //把学生对象作为元素添加到集合
    list.add(s1);
    list.add(s2);
    list.add(s3);
//打印学生ArrayList集合
    System.out.println (list);
  }
}

4.4常用方法和遍历

对于元素的操作,基本体现在——增、删、查。常用的方法有：

public boolean add(E e) ：将指定的元素添加到此集合的尾部。

public E remove(int index) ：移除此集合中指定位置上的元素。返回被删除的元素。 public E get(int index) ：返回此集合中指定位置上的元素。返回获取的元素。

public int size() ：返回此集合中的元素数。遍历集合时，可以控制索引范围，防止越界。

这些都是最基本的方法，操作非常简单，代码如下:

public class Demo01ArrayListMethod {
  public static void main(String[] args) {
    //创建集合对象
    ArrayList <String> list = new ArrayList<String>();
 
    //添加元素
    list.add("hello" );
    list.add("world" );
    list.add("java");
 
    //public E get(int index):返回指定索引处的元素
    System.out.println ("get:"+list.get(0));
    System.out.println ("get:"+list.get(1));
    System.out.println ("get:"+list.get(2));
 
    //public int size(): 返回集合中的元素的个数
    System.out.println ("size:" +list.size());
 
    //public E remove(int index):删除指定索引处的元素，返回被删除的元素
    System.out.println ("remove:" +list.remove(0));
 
    //遍历输出
    for(int i = 0; i < list.size(); i++){
      System.out.println(list.get(i));
    }
  }
}

4.5如何存储基本数据类型

ArrayList 对象不能存储基本类型，只能存储引用类型的数据。类似 <int> 不能写，但是存储基本数据类型对应的包装类型是可以的。所以，想要存储基本类型数据， <> 中的数据类型，必须转换后才能编写，转换写法如下

我们发现，只有 Integer 和 Character 需要特殊记忆，其他基本类型只是首字母大写即可。那么存储基本类型数据，代码如下：

public class Demo02ArrayListMethod {
  public static void main(String[] args) {
    ArrayList <Integer > list = new ArrayList<Integer>();     list.add(1);
    list.add(2);
    list.add(3);
    list.add(4);
 
    System.out.println (list);     
  }
}

4.6ArrayList练习

数值添加到集合

生成6个1~33之间的随机整数,添加到集合,并遍历

 public class Test01ArrayList {
  public static void main(String[] args) {
    // 创建Random 对象
    Random random = new Random();
 
    // 创建ArrayList 对象
    ArrayList <Integer > list = new ArrayList<>();
 
    // 添加随机数到集合
    for (int i = 0;i < 6;i++) {
      int r = random.nextInt(33) + 1;
 list.add(r);
    }
 
    // 遍历集合输出
    for (int i = 0;i < list.size(); i++) {
      System.out.println(list.get(i));
    }
  }
}

对象添加到集合

自定义4个学生对象,添加到集合,并遍历

 public class Test02ArrayList {
  public static void main(String[] args) {
    //创建集合对象
    ArrayList <Student > list = new ArrayList<Student>();
 
    //创建学生对象
    Student s1 = new Student ("赵丽颖",18);
    Student s2 = new Student ("唐嫣",20);
    Student s3 = new Student ("景甜",25);
    Student s4 = new Student ("柳岩",19);
 
    //把学生对象作为元素添加到集合中
    list.add(s1);
    list.add(s2);
    list.add(s3);
    list.add(s4);
 
    //遍历集合
    for(int x = 0; x < list.size(); x++) {
      Student s = list.get(x);
      System.out.println(s.getName ()+"‐‐‐"+s.getAge());
    }
  }
}

打印集合方法

定义以指定格式打印集合的方法(ArrayList 类型作为参数)，使用{}扩起集合，使用@分隔每个元素。格式参照 {元素 @元素@元素}。

 public class Test03ArrayList {
  public static void main(String[] args) {
    // 创建集合对象
    ArrayList <String> list = new ArrayList<String>();
 
    // 添加字符串到集合中
    list.add("张三丰");
    list.add("宋远桥");

list.add("张无忌");

list.add("殷梨亭");

// 调用方法

printArrayList (list);

}

public static void printArrayList(ArrayList <String> list) {

// 拼接左括号

System.out.print("{");

// 遍历集合

for (int i = 0;i < list.size(); i++) {

// 获取元素

String s = list.get(i);

// 拼接@符号

if (i != list.size() ‐ 1) {

System.out.print(s + "@");

} else {

// 拼接右括号

System.out.print(s + "}");

}

获取集合方法

定义获取所有偶数元素集合的方法(ArrayList 类型作为返回值)

 public class Test04ArrayList {
  public static void main(String[] args) {
    // 创建Random 对象
    Random random = new Random();
    // 创建ArrayList 对象
    ArrayList <Integer > list = new ArrayList<>();
 
    // 添加随机数到集合
    for (int i = 0;i < 20;i++) {
      int r = random.nextInt(1000) + 1;
      list.add(r);
    }
    // 调用偶数集合的方法
    ArrayList <Integer > arrayList = getArrayList(list);
    System.out.println (arrayList );
  }
 
  public static ArrayList<Integer> getArrayList(ArrayList <Integer > list) {     // 创建小集合,来保存偶数
    ArrayList <Integer > smallList = new ArrayList<>();
 
    // 遍历list
    for (int i = 0;i < list.size(); i++) {
      // 获取元素
  Integer num = list.get(i);       // 判断为偶数,添加到小集合中       if (num % 2 == 0){         smallList.add(num);       }
    }
    // 返回小集合
    return smallList;
  }
}

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