第三次博客作業

来源:https://www.cnblogs.com/cherry-cream/archive/2023/12/05/17878175.html
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前言 這是第三次博客作業，總結了近三次PTA大作業的完成情況，作業7、8次的大作業的小題目圍繞著HashMap、ArrayList和自定義介面來展開，大題目則是課程成績程式的第二次第三次迭代，因為第一次課程成績的程式寫的結構不太好，於是重新寫的，第三次迭代並沒有拿到滿分，後面也沒有時間改了。期末考試 ...


前言

這是第三次博客作業，總結了近三次PTA大作業的完成情況，作業7、8次的大作業的小題目圍繞著HashMap、ArrayList和自定義介面來展開，大題目則是課程成績程式的第二次第三次迭代，因為第一次課程成績的程式寫的結構不太好，於是重新寫的，第三次迭代並沒有拿到滿分，後面也沒有時間改了。期末考試則是由29個選擇題和四個編程題組成。

關於類和整個程式的設計：

類是面向對象編程中的核心概念，通過類可以定義一組數據和與之相關的操作。在設計程式時，通常需要先考慮需要哪些對象和它們的屬性和行為，然後將這些信息組織成類的結構。在類的設計中，需要考慮類的名稱、屬性、方法、訪問許可權等方面。

除了類的設計，程式的整體設計也非常重要。程式的整體設計涉及到程式的架構、模塊劃分、代碼組織方式、代碼風格等方面。程式的整體設計需要遵循一些基本原則，如低耦合、高內聚、模塊化等，以確保程式的可維護性、擴展性和可重用性。

在設計程式時，還需要考慮程式的性能、安全性、可靠性等方面。這些方面的考慮需要在程式開發的不同階段進行，例如在編碼階段需要考慮程式的性能優化，而在測試階段需要考慮程式的安全性和可靠性。

三次題目集的知識點、題量、難度等情況：

（對於重難點題目將會給出完整題目）

第七次大作業：

容器-HashMap：

HashMap是Java中常用的容器類之一，它實現了Map介面，用於存儲鍵值對。下麵是HashMap的用法：

  1. 創建HashMap對象：

    HashMap<Key類型, Value類型> hashMap = new HashMap<>();

  2. 添加元素：

    hashMap.put(key, value);

  3. 獲取元素：

    Value value = hashMap.get(key);

  4. 刪除元素：

    hashMap.remove(key);

  5. 判斷鍵是否存在：

    boolean containsKey = hashMap.containsKey(key);

  6. 判斷值是否存在：

    boolean containsValue = hashMap.containsValue(value);

  7. 獲取HashMap的大小：

    int size = hashMap.size();

  8. 遍歷HashMap：

    // 遍歷鍵
for (Key key : hashMap.keySet()) {
    // 根據鍵獲取值
    Value value = hashMap.get(key);
    // 處理值
}

// 遍歷值
for (Value value : hashMap.values()) {
    // 處理值
}

// 遍歷鍵值對
for (Map.Entry<Key, Value> entry : hashMap.entrySet()) {
    Key key = entry.getKey();
    Value value = entry.getValue();
    // 處理鍵值對
}

需要註意的是，HashMap中的鍵是唯一的，如果重覆添加相同的鍵，後面的值會替代前面的值；值可以重覆。此外，HashMap是無序的，元素的順序不保證一致。

除了基本的用法，還可以使用其他方法和構造函數來滿足不同的需求，例如通過構造函數指定初始容量和負載因數，使用putAll()方法將另一個Map中的元素添加到當前HashMap中，使用isEmpty()方法判斷HashMap是否為空等。

7-3 課程成績統計程式-2

課程成績統計程式-2在第一次的基礎上增加了實驗課，以下加粗字體顯示為本次新增的內容。

某高校課程從性質上分為：必修課、選修課、實驗課，從考核方式上分為：考試、考察、實驗。

考試的總成績由平時成績、期末成績分別乘以權重值得出，比如平時成績權重0.3，期末成績權重0.7，總成績=平時成績*0.3+期末成績*0.7。

考察的總成績直接等於期末成績

實驗的總成績等於課程每次實驗成績的平均分

必修課的考核方式必須為考試，選修課可以選擇考試、考察任一考核方式。實驗課的成績必須為實驗。

1、輸入：

包括課程、課程成績兩類信息。

課程信息包括：課程名稱、課程性質、考核方式（可選，如果性質是必修課，考核方式可以沒有）三個數據項。

課程信息格式：課程名稱+英文空格+課程性質+英文空格+考核方式

課程性質輸入項：必修、選修、實驗

考核方式輸入選項：考試、考察、實驗

考試/考查課程成績信息包括：學號、姓名、課程名稱、平時成績（可選）、期末成績

考試/考查課程信息格式：學號+英文空格+姓名+英文空格+課程名稱+英文空格+平時成績+英文空格+期末成績

實驗課程成績信息包括：學號、姓名、課程名稱、實驗次數、每次成績

實驗次數至少4次，不超過9次

實驗課程信息格式：學號+英文空格+姓名+英文空格+課程名稱+英文空格+實驗次數+英文空格+第一次實驗成績+...+英文空格+最後一次實驗成績

以上信息的相關約束：

1）平時成績和期末成績的權重預設為0.3、0.7

2）成績是整數，不包含小數部分，成績的取值範圍是【0,100】

3）學號由8位數字組成

4）姓名不超過10個字元

5）課程名稱不超過10個字元

6）不特別輸入班級信息，班級號是學號的前6位。

2、輸出：

輸出包含三個部分，包括學生所有課程總成績的平均分、單門課程成績平均分、單門課程總成績平均分、班級所有課程總成績平均分。

為避免誤差，平均分的計算方法為累加所有符合條件的單個成績，最後除以總數。

1）學生課程總成績平均分按學號由低到高排序輸出

格式：學號+英文空格+姓名+英文空格+總成績平均分

如果某個學生沒有任何成績信息，輸出：學號+英文空格+姓名+英文空格+"did not take any exams"

2）單門課程成績平均分分為三個分值：平時成績平均分（可選）、期末考試平均分、總成績平均分，按課程名稱的字元順序輸出

考試/考察課程成績格式：課程名稱+英文空格+平時成績平均分+英文空格+期末考試平均分+英文空格+總成績平均分

實驗課成績格式：課程名稱+英文空格+總成績平均分

如果某門課程沒有任何成績信息，輸出：課程名稱+英文空格+"has no grades yet"

3）班級所有課程總成績平均分按班級由低到高排序輸出

格式：班級號+英文空格+總成績平均分

如果某個班級沒有任何成績信息，輸出：班級名稱+英文空格+ "has no grades yet"

異常情況：

1）如果解析某個成績信息時，課程名稱不在已輸入的課程列表中，輸出：學號+英文空格+姓名+英文空格+":"+課程名稱+英文空格+"does not exist"

2）如果解析某個成績信息時，輸入的成績數量和課程的考核方式不匹配，輸出：學號+英文空格+姓名+英文空格+": access mode mismatch"

以上兩種情況如果同時出現，按第一種情況輸出結果。

3）如果解析某個課程信息時，輸入的課程性質和課程的考核方式不匹配，輸出：課程名稱+" : course type & access mode mismatch"

4）格式錯誤以及其他信息異常如成績超出範圍等，均按格式錯誤處理，輸出"wrong format"

5）若出現重覆的課程/成績信息，只保留第一個課程信息，忽略後面輸入的。

信息約束：

1）成績平均分只取整數部分，小數部分丟棄

參考類圖（與第一次相同，其餘內容自行補充）：

 

第八次大作業：

容器-ArrayList：

ArrayList是Java中常用的動態數組類，它實現了List介面，用於存儲一組有序的元素。下麵是ArrayList的用法：

  1. 創建ArrayList對象：

    ArrayList<ElementType> arrayList = new ArrayList<>();

  2. 添加元素：

    arrayList.add(element);

    元素將會被添加到ArrayList的尾部。

  3. 獲取元素：

    ElementType element = arrayList.get(index);

    使用索引位置來獲取ArrayList中指定位置的元素，索引從0開始。

  4. 修改元素：

    arrayList.set(index, newElement);

    使用索引位置來替換ArrayList中指定位置的元素。

  5. 刪除元素：

    arrayList.remove(index);

    使用索引位置來刪除ArrayList中指定位置的元素。

  6. 判斷元素是否存在：

    boolean containsElement = arrayList.contains(element);

    使用contains()方法來判斷ArrayList中是否包含指定元素。

  7. 獲取ArrayList的大小：

    int size = arrayList.size();

    使用size()方法來獲取ArrayList的大小。

  8. 遍歷ArrayList：

    for (ElementType element : arrayList) {
    // 處理元素
}

需要註意的是，ArrayList可以存儲任意類型的元素，包括基本類型的包裝類和自定義類型。ArrayList的容量會根據需要進行自動擴容，以適應元素的添加。

除了上述基本用法，ArrayList還提供了許多其他方法，如addAll()方法可以將另一個集合中的元素添加到當前ArrayList中，使用isEmpty()方法判斷ArrayList是否為空，使用clear()方法清空ArrayList中的所有元素等。

7-2 課程成績統計程式-3

課程成績統計程式-3在第二次的基礎上修改了計算總成績的方式，

要求：修改類結構，將成績類的繼承關係改為組合關係，成績信息由課程成績類和分項成績類組成，課程成績類組合分項成績類，分項成績類由成績分值和權重兩個屬性構成。

完成課程成績統計程式-2、3兩次程式後，比較繼承和組合關係的區別。思考一下哪一種關係運用上更靈活，更能夠適應變更。

題目最後的參考類圖未做修改，大家根據要求自行調整，以下內容加粗字體顯示的內容為本次新增的內容。

某高校課程從性質上分為：必修課、選修課、實驗課，從考核方式上分為：考試、考察、實驗。

考試的總成績由平時成績、期末成績分別乘以權重值得出，比如平時成績權重0.3，期末成績權重0.7，總成績=平時成績*0.3+期末成績*0.7。

考察的總成績直接等於期末成績

實驗的總成績等於課程每次實驗成績乘以權重後累加而得。

課程權重值在錄入課程信息時輸入。（註意：所有分項成績的權重之和應當等於1）

必修課的考核方式必須為考試，選修課可以選擇考試、考察任一考核方式。實驗課的成績必須為實驗。

1、輸入：

包括課程、課程成績兩類信息。

課程信息包括：課程名稱、課程性質、考核方式、分項成績數量、每個分項成績的權重。

考試課信息格式：課程名稱+英文空格+課程性質+英文空格+考核方式+英文空格+平時成績的權重+英文空格+期末成績的權重

考察課信息格式：課程名稱+英文空格+課程性質+英文空格+考核方式

實驗課程信息格式：課程名稱+英文空格+課程性質+英文空格+考核方式+英文空格+分項成績數量n+英文空格+分項成績1的權重+英文空格+。。。+英文空格+分項成績n的權重

實驗次數至少4次，不超過9次

課程性質輸入項：必修、選修、實驗

考核方式輸入選項：考試、考察、實驗

考試/考查課程成績信息包括：學號、姓名、課程名稱、平時成績（可選）、期末成績

考試/考查課程成績信息格式：學號+英文空格+姓名+英文空格+課程名稱+英文空格+平時成績+英文空格+期末成績

實驗課程成績信息包括：學號、姓名、課程名稱、每次成績｛在系列-2的基礎上去掉了（實驗次數），實驗次數要和實驗課程信息中輸入的分項成績數量保持一致｝

實驗課程信息格式：學號+英文空格+姓名+英文空格+課程名稱+英文空格+第一次實驗成績+...+英文空格+最後一次實驗成績

以上信息的相關約束：

1）成績是整數，不包含小數部分，成績的取值範圍是【0,100】

2）學號由8位數字組成

3）姓名不超過10個字元

4）課程名稱不超過10個字元

5）不特別輸入班級信息，班級號是學號的前6位。

2、輸出：

輸出包含三個部分，包括學生所有課程總成績的平均分、單門課程總成績平均分、班級所有課程總成績平均分。

為避免四捨五入誤差，

計算單個成績時，分項成績乘以權重後要保留小數位，計算總成績時，累加所有分項成績的權重分以後，再去掉小數位。

學生總成績/整個班/課程平均分的計算方法為累加所有符合條件的單個成績，最後除以總數。

1）學生課程總成績平均分按學號由低到高排序輸出

格式：學號+英文空格+姓名+英文空格+總成績平均分

如果某個學生沒有任何成績信息，輸出：學號+英文空格+姓名+英文空格+"did not take any exams"

2）單門課程成績按課程名稱的字元順序輸出

課程成績輸出格式：課程名稱+英文空格+總成績平均分

如果某門課程沒有任何成績信息，輸出：課程名稱+英文空格+"has no grades yet"

3）班級所有課程總成績平均分按班級由低到高排序輸出

格式：班級號+英文空格+總成績平均分

如果某個班級沒有任何成績信息，輸出：班級名稱+英文空格+ "has no grades yet"

異常情況：

1）如果解析某個成績信息時，課程名稱不在已輸入的課程列表中，輸出：學號+英文空格+姓名+英文空格+":"+課程名稱+英文空格+"does not exist"

2）如果解析某個成績信息時，輸入的成績數量和課程的考核方式不匹配，輸出：學號+英文空格+姓名+英文空格+": access mode mismatch"

以上兩種情況如果同時出現，按第一種情況輸出結果。

3）如果解析某個課程信息時，輸入的課程性質和課程的考核方式不匹配，輸出：課程名稱+" : course type & access mode mismatch"

4）格式錯誤以及其他信息異常如成績超出範圍等，均按格式錯誤處理，輸出"wrong format"

5）若出現重覆的課程/成績信息，只保留第一個課程信息，忽略後面輸入的。

6）如果解析實驗課程信息時，輸入的分項成績數量值和分項成績權重的個數不匹配，輸出：課程名稱+" : number of scores does not match"

7）如果解析考試課、實驗課時，分項成績權重值的總和不等於1，輸出：課程名稱+" : weight value error"

信息約束：

1）成績平均分只取整數部分，小數部分丟棄

期末考試：

（這裡只分析編程題）

前三題均為關於正方形、正三棱錐及其魔方的迭代問題：

在魔方問題的基礎上，

重構類設計，實現列表內魔方的排序功能（按照魔方的體積進行排序）。

提示：題目中RubikCube類要實現Comparable介面。

其中，Main類源碼如下（可直接拷貝使用）：

  
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("");
        }            
    }    
}

輸入格式:

輸入魔方類型（1：正方體魔方；2：正三棱錐魔方；0：結束輸入）

魔方顏色、魔方階數、魔方單元正方體、正三棱錐邊長

..迴圈..

輸出格式:

按魔方體積升序輸出列表中各魔方的信息（實型數均保留兩位小數），輸出樣式參見輸出樣例。

輸入樣例:

在這裡給出一組輸入。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

輸出樣例:

在這裡給出相應的輸出。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

7-4 銷售步槍問題（附加題）

前亞利桑那州境內的一位步槍銷售商銷售密蘇里州製造的步槍機（lock）、槍托（stock）和槍管（barrel）。槍機賣45美元，槍托賣30美元，槍管賣25美元。銷售商每月至少要售出一支完整的步槍，且生產限額是銷售商在一個月內可銷售70個槍機、80個槍托和90個槍管。

根據每個月的銷售情況，計算銷售商的佣金（提成）演算法如下：

  • 不到（含）1000美元的部分為10%；

  • 1000（含）~1800美元的部分為15%；

  • 超過1800美元的部分為20%。

佣金程式生成月份銷售報告，彙總銷售商的銷售總額和佣金。

編程要求：必須符合面向對象編程，且保證類設計的單一職責模式，使用面向過程編程判定0分。

提示：可以設置一個銷售訂單類。參考類圖如下：

輸入格式:輸入銷售商每個月售出槍機、槍托、槍管的數量，可以用空格或者回車分隔。

輸出格式:分別輸出銷售商在該月的銷售額和佣金，中間用空格分開。

輸入樣例1:

在這裡給出一組輸入。例如：30 40 50

輸出樣例1:

在這裡給出相應的輸出。例如：3800.00 620.00

輸入樣例2:
在這裡給出一組輸入。例如：88 56 98

輸出樣例2:
在這裡給出相應的輸出。例如：Wrong Format

設計與分析與主要問題和其解決方法

（這裡只會提供重點題目的代碼）

第七次大作業：

課程成績2：

  1 import java.io.BufferedReader;
  2 import java.io.IOException;
  3 import java.io.InputStreamReader;
  4 import java.text.Collator;
  5 import java.util.*;
  6 import java.util.Comparator;
  7 import java.util.Locale;
  8 import java.util.regex.PatternSyntaxException;
  9 import java.util.stream.Collectors;
 10 import java.util.stream.IntStream;
 11 import java.util.List;
 12 import java.util.ArrayList;
 13 
 14 
 15 public class Main {
 16     public static void main(String[] args) {
 17     try (BufferedReader in = new BufferedReader(new InputStreamReader(System.in))) {
 18         MessageGetAndPrint messageGetAndPrint = new MessageGetAndPrint();
 19         messageGetAndPrint.print = new Print();
 20         
 21         in.lines().takeWhile(line -> !line.equals("end")).forEach(messageGetAndPrint::getMessage);
 22         
 23         messageGetAndPrint.print.personPrint(messageGetAndPrint.students, messageGetAndPrint.courseSelections);
 24         messageGetAndPrint.print.coursePrint(messageGetAndPrint.courses, messageGetAndPrint.courseSelections);
 25         messageGetAndPrint.print.classPrint(messageGetAndPrint.classes, messageGetAndPrint.courseSelections);
 26     } catch (IOException e) {
 27         e.printStackTrace();
 28     }
 29 }
 30 }
 31 class Class {
 32     private String classNum;
 33     HashMap<String , Student> students;
 34     Class(String classNum) {
 35         setClassNum(classNum);
 36     }
 37     public void setClassNum(String classNum) {
 38         this.classNum = classNum;
 39     }
 40     public String getClassNum() {
 41         return classNum;
 42     }
 43     public void addStudent(Student student) {
 44         students.put(student.getStudentNum() , student);
 45     }
 46 }
 47 class Student {
 48     private String name;
 49     private String studentNum;
 50     Student(String name , String studentNum) {
 51         setName(name);
 52         setStudentNum(studentNum);
 53     }
 54     public String getName() {
 55         return name;
 56     }
 57     public void setName(String name) {
 58         this.name = name;
 59     }
 60     public String getStudentNum() {
 61         return studentNum;
 62     }
 63     public void setStudentNum(String studentNum) {
 64         this.studentNum = studentNum;
 65     }
 66 }
 67 class Course {
 68     private String className;
 69     private int classQuality;
 70     private int assessmentMethodology;
 71     Course(String className , int classQuality , int assessmentMethodology) {
 72         setClassName(className);
 73         setClassQuality(classQuality);
 74         setAssessmentMethodology(assessmentMethodology);
 75     }
 76     public String getClassName() {
 77         return className;
 78     }
 79     public void setClassName(String className) {
 80         this.className = className;
 81     }
 82     public int getClassQuality() {
 83         return classQuality;
 84     }
 85     public void setClassQuality(int classQuality) {
 86         this.classQuality = classQuality;
 87     }
 88     public int getAssessmentMethodology() {
 89         return assessmentMethodology;
 90     }
 91     public void setAssessmentMethodology(int assessmentMethodology) {
 92         this.assessmentMethodology = assessmentMethodology;
 93     }
 94 }
 95 class CourseSelection {
 96     Student student;
 97     Course course;
 98     Grade grade;
 99 }
100 abstract class Grade {
101     int allGrade;
102     abstract void getAllGrade();
103 }
104 class GradeA extends Grade {//考試
105     private int finalGrade;
106     private int usualGrade;
107     GradeA(int finalGrade , int usualGrade) {
108         setFinalGrade(finalGrade);
109         setUsualGrade(usualGrade);
110     }
111     public void setFinalGrade(int finalGrade) {
112         this.finalGrade = finalGrade;
113     }
114     public int getFinalGrade() {
115         return finalGrade;
116     }
117     public void setUsualGrade(int usualGrade) {
118         this.usualGrade = usualGrade;
119     }
120     public int getUsualGrade() {
121         return usualGrade;
122     }
123     @Override
124     void getAllGrade() {
125         allGrade = (int) (finalGrade*0.7+usualGrade*0.3);
126     }
127 }
128 class GradeB extends Grade {//考察
129     private int finalGrade;
130     GradeB(int finalGrade) {
131         setFinalGrade(finalGrade);
132     }
133     public void setFinalGrade(int finalGrade) {
134         this.finalGrade = finalGrade;
135     }
136     public int getFinalGrade() {
137         return finalGrade;
138     }
139     @Override
140     void getAllGrade() {
141         allGrade = finalGrade;
142     }
143 }
144 class GradeC extends Grade {//實驗
145     ArrayList<Integer> usualGrades;
146     GradeC(ArrayList<Integer> usualGrades) {
147         this.usualGrades = usualGrades;
148     }
149     @Override
150     void getAllGrade() {
151         allGrade = 0;
152         for(int x:usualGrades){
153             allGrade+=x;
154         }
155         allGrade = allGrade/usualGrades.size();
156     }
157 }
158 class Print {
159     public void personPrint(HashMap<String , Student> students, ArrayList<CourseSelection> courseSelections) {
160         students.keySet().stream()
161                 .sorted()
162                 .forEach(key -> {
163                     Student student = students.get(key); // 獲取當前學生信息
164                     int[] gradeData = courseSelections.stream()
165                             .filter(cs -> cs.student.getStudentNum().equals(student.getStudentNum()))
166                             .mapToInt(cs -> {
167                                 cs.grade.getAllGrade(); // 更新成績狀態
168                                 return cs.grade.allGrade; // 提取當前的總成績
169                             })
170                             .toArray();
171                     if (gradeData.length == 0) { // 沒有成績數據
172                         System.out.println(student.getStudentNum() + " " + student.getName() + " did not take any exams");
173                     } else {
174                         // 計算平均分並列印
175                         int averageGrade = Arrays.stream(gradeData).sum() / gradeData.length;
176                         System.out.println(student.getStudentNum() + " " + student.getName() + " " + averageGrade);
177                     }
178                 });
179     }
180     public void coursePrint(HashMap<String, Course> courses, ArrayList<CourseSelection> courseSelections) {
181         courses.keySet().stream()
182                 .sorted(new SoftName())
183                 .forEach(key -> {
184                     Course course = courses.get(key);
185                     // 根據課程篩選相關的選課記錄
186                     List<CourseSelection> selected = new ArrayList<>();
187 for (CourseSelection cs : courseSelections) {
188     if (cs.course.getClassName().equals(course.getClassName())) {
189         selected.add(cs);
190     }
191 }
192 
193                     if (selected.isEmpty()) {
194                         System.out.println(course.getClassName() + " has no grades yet"<
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