1. ArrayList

1.1 ArrayList类概述

• 什么是集合

  提供一种存储空间可变的存储模型，存储的数据容量可以发生改变

• ArrayList集合的特点

  底层是数组实现的，长度可以变化

• 集合和数组的区别

  • 共同点：都是存储数据的容器
  • 不同点：数组的容量是固定的，集合的容量是可变的

• 泛型

  • 概念：泛型是用于约束集合中存储元素的数据类型

  • 使用：在出现E的地方我们使用引用数据类型替换即可

  • JDK11不允许在泛型中使用基本数据类型，需要转换为对应的类/引用数据类型

    基本数据类型	引用数据类型
    byte	Byte
    short	Short
    char	Character
    int	Integer
    float	Float
    double	Double
    boolean	Boolean

  • 举例：ArrayList, ArrayList

• ArrayList的使用格式

  JDK1.7后支持推导，后面的尖括号中内容可以省略。

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

1.2 ArrayList类的常用方法

1.2.1 构造方法

方法名	说明
public ArrayList()	创建一个空的集合对象

1.2.2 成员方法

方法名	说明
public boolean remove(Object o)	删除【第一次出现的】指定的元素，返回删除是否成功
public E remove(int index)	删除指定索引处的元素，返回被删除的元素
public E set(int index, E element)	修改指定索引处的元素，返回被修改的元素
public int size()	返回集合中的元素的个数
public boolean add(E e)	将指定的元素追加到此集合的末尾
public void add(int index,E element)	在此集合中的指定位置插入指定的元素

1.2.3 示例代码

import java.util.ArrayList;

public class ArrayListDemo1 {
    public static void main(String[] args) {
        //创建集合
        ArrayList<String> array = new ArrayList<String>();

        //添加元素
        array.add("hello");
        array.add("world");
        array.add("java");
        
        //public void add(int index, E element): 在此集合中指定位置插入指定元素
        array.add(1, "JavaSE");
        //IndexOutOfBoundsException
        array.add(5, "JavaEE");

        //public boolean remove(Object o): 删除指定的元素，返回删除是否成功
        //System.out.println(array.remove("world"));
        //System.out.println(array.remove("javaee"));

        //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(array.remove(1));

        //IndexOutOfBoundsException
        //System.out.println(array.remove(3));

        //public E set(int index, E element): 修改指定索引处的元素，返回被修改的元素
        //System.out.println(array.set(1, "javaee"));

        //IndexOutOfBoundsException
        //System.out.println(array.set(3, "javaee"));

        //public E get(int index): 返回指定索引处的元素
        //System.out.println(array.get(0));
        //System.out.println(array.get(1));
        //System.out.println(array.get(2));
        //System.out.println(array.get(3));

        //public int size(): 返回集合中元素的个数
        System.out.println(array.size());

        //输出集合
        System.out.println("array:" + array);
    }
}

1.3 删除ArrayList中的所有指定元素

1.3.1 案例需求

删除ArrayList中所有指定元素

1.3.2 代码实现1

import java.util.ArrayList;
/*
    目标：掌握集合中如何删除元素

    E remove(int index) 删除该列表中指定位置的元素
    boolean remove(Object o) 从列表中删除第一次出现的指定元素（如果存在）
 */
public class ArrayListDemo5 {
    public static void main(String[] args) {
        ArrayList<String> list = new ArrayList<>();
        list.add("a");
        list.add("b");
        list.add("c");
        list.add("a");
        list.add("a");
        list.add("a");
        while (list.remove("a")) {
            list.remove("a");
        }
        System.out.println("list = " + list);
    }
}

1.3.3 代码实现2

import java.util.ArrayList;
/*
    目标：掌握集合中如何删除元素

    E remove(int index) 删除该列表中指定位置的元素
    boolean remove(Object o) 从列表中删除第一次出现的指定元素（如果存在）
 */
public class ArrayListDemo5 {
    public static void main(String[] args) {
        ArrayList<String> list = new ArrayList<>();
        list.add("a");
        list.add("b");
        list.add("c");
        list.add("a");
        list.add("a");
        list.add("a");
        for (int i = list.size() - 1; i >= 0; i--) {
            String s = list.get(i);
            if (s.equals("a")) {
                list.remove(i);
            }
        }
        System.out.println("list = " + list);
    }
}

1.4 ArrayList存储字符串并遍历

1.4.1 案例需求

创建一个存储字符串的集合，存储3个字符串元素，使用程序实现在控制台遍历该集合

1.4.2 实现步骤

1. 创建集合对象
2. 往集合中添加字符串对象
3. 遍历集合，首先要能够获取到集合中的每一个元素，这个通过get(int index)方法实现
4. 遍历集合，其次要能够获取到集合的长度，这个通过size()方法实现
5. 遍历集合的通用格式

1.4.3 代码实现

import java.util.ArrayList;

/*
    思路：
        1:创建集合对象
        2:往集合中添加字符串对象
        3:遍历集合，首先要能够获取到集合中的每一个元素，这个通过get(int index)方法实现
        4:遍历集合，其次要能够获取到集合的长度，这个通过size()方法实现
        5:遍历集合的通用格式
 */
public class ArrayListDemo2 {
    public static void main(String[] args) {
        //创建集合对象
        ArrayList<String> array = new ArrayList<String>();

        //往集合中添加字符串对象
        array.add("刘正风");
        array.add("左冷禅");
        array.add("风清扬");

        //遍历集合，其次要能够获取到集合的长度，这个通过size()方法实现
        System.out.println(array.size());

        //遍历集合的通用格式
        for (int i = 0; i < array.size(); i++) {
            String s = array.get(i);
            System.out.println(s);
        }

        //直接输出
        System.out.println(array.toString());
    }
}

1.5 ArrayList存储学生对象并遍历

1.5.1 案例需求

创建一个存储学生对象的集合，存储3个学生对象，使用程序实现在控制台遍历该集合

1.5.2 实现步骤

1. 定义学生类
2. 创建集合对象
3. 创建学生对象
4. 添加学生对象到集合中
5. 遍历集合，采用通用遍历格式实现

1.5.3 代码实现

学生类：

public class Student {
    //成员变量
    private String name;
    private int age;

    //构造方法
    public Student(String name, int age) {
        this.name = name;
        this.age = age;
    }

    //set方法
    public void setName(String name) {
        this.name = name;
    }

    public void setAge(int age) {
        this.age = age;
    }

    //get方法
    public String getName() {
        return name;
    }

    public int getAge() {
        return age;
    }
}

主类：

/*
    思路：
        1:定义学生类
        2:创建集合对象
        3:创建学生对象
        4:添加学生对象到集合中
        5:遍历集合，采用通用遍历格式实现
 */
public class ArrayListDemo3 {
    public static void main(String[] args) {
        //创建集合对象
        ArrayList<Student> array = new ArrayList<>();

        //创建学生对象
        Student s1 = new Student("林青霞", 30);
        Student s2 = new Student("张曼玉", 25);
        Student s3 = new Student("星子", 18);

        //添加学生对象到集合中
        array.add(s1);
        array.add(s2);
        array.add(s3);

        //遍历集合，采用通用遍历格式实现
        for (int i = 0; i < array.size(); i++) {
            Student s = array.get(i);
            System.out.println(s.getName() + "," + s.getAge());
        }
    }
}

1.6 键盘录入学生信息到集合

1.6.1 案例需求

创建一个存储学生对象的集合，存储3个学生对象，使用程序实现在控制台遍历该集合

学生的姓名和年龄来自于键盘录入

1.6.2 实现步骤

1. 定义学生类，为了键盘录入数据方便，把学生类中的成员变量都定义为String类型
2. 创建集合对象
3. 键盘录入学生对象所需要的数据
4. 创建学生对象，把键盘录入的数据赋值给学生对象的成员变量
5. 往集合中添加学生对象
6. 遍历集合，采用通用遍历格式实现

1.6.3 代码实现

学生类：

public class Student {
    //成员变量
    private String name;
    private int age;

    //构造方法
    public Student(String name, int age) {
        this.name = name;
        this.age = age;
    }

    //set方法
    public void setName(String name) {
        this.name = name;
    }

    public void setAge(int age) {
        this.age = age;
    }

    //get方法
    public String getName() {
        return name;
    }

    public int getAge() {
        return age;
    }
}

主类：

import java.util.ArrayList;
import java.util.Scanner;

/*
    思路：
        1:定义学生类，为了键盘录入数据方便，把学生类中的成员变量都定义为String类型
        2:创建集合对象
        3:键盘录入学生对象所需要的数据
        4:创建学生对象，把键盘录入的数据赋值给学生对象的成员变量
        5:往集合中添加学生对象
        6:遍历集合，采用通用遍历格式实现
 */
public class ArrayListDemo4 {
    public static void main(String[] args) {
        //创建集合对象
        ArrayList<Student> array = new ArrayList<Student>();

        //为了提高代码的复用性，我们用方法来改进程序
        addStudent(array);
        addStudent(array);
        addStudent(array);

        //遍历集合，采用通用遍历格式实现
        for (int i = 0; i < array.size(); i++) {
            Student s = array.get(i);
            System.out.println(s.getName() + "," + s.getAge());
        }
    }
    public static void addStudent(ArrayList<Student> array) {
        //键盘录入学生对象所需要的数据
        Scanner sc = new Scanner(System.in);

        System.out.println("请输入学生姓名：");
        String name = sc.nextLine();

        System.out.println("请输入学生年龄");
        int age = sc.nextInt();

        //创建学生对象，把键盘录入的数据赋值给学生对象的成员变量
        Student s = new Student();
        s.setName(name);
        s.setAge(age);

        //往集合中添加学生对象
        array.add(s);
    }
}

2. 学生管理系统

2.1 学生管理系统实现步骤

2.1.1 案例需求

针对目前我们的所学内容，完成一个综合案例：学生管理系统！该系统主要功能如下：

• 添加学生：通过键盘录入学生信息，添加到集合中
• 删除学生：通过键盘录入要删除学生的学号，将该学生对象从集合中删除
• 修改学生：通过键盘录入要修改学生的学号，将该学生对象其他信息进行修改
• 查看学生：将集合中的学生对象信息进行展示
• 退出系统：结束程序

2.1.2 实现步骤

1. 定义学生类，包含以下成员变量

   • private String sid //学生id

   • private String name //学生姓名

   • private String age //学生年龄

   • private String address //学生所在地

   • private String birthday //学生生日

   包含以下成员方法：

   • 无参构造
   • 带五个参数的构造方法
   • 每个成员变量对应给出get/set方法

2. 学生管理系统主界面的搭建步骤

   2.1 用输出语句完成主界面的编写

   2.2 用Scanner实现键盘录入数据

   2.3 用switch语句完成操作的选择

   2.4 用循环完成再次回到主界面

3. 学生管理系统的添加学生功能实现步骤

   3.1 用键盘录入选择添加学生

   3.2 定义一个方法，用于添加学生

   • 显示提示信息，提示要输入何种信息

   • 键盘录入学生对象所需要的数据

   • 创建学生对象，把键盘录入的数据赋值给学生对象的成员变量

   • 将学生对象添加到集合中（保存）

   • 给出添加成功提示

   3.3 调用方法

4. 学生管理系统的查看学生功能实现步骤

   4.1 用键盘录入选择查看所有学生信息

   4.2 定义一个方法，用于查看学生信息

   • 显示表头信息

   • 将集合中数据取出按照对应格式显示学生信息，年龄显示补充“岁”

   4.3 调用方法

5. 学生管理系统的删除学生功能实现步骤

   5.1 用键盘录入选择删除学生信息

   5.2 定义一个方法，用于删除学生信息

   • 显示提示信息
   • 键盘录入要删除的学生学号
   • 调用getIndex方法，查找该学号在集合的索引
   • 如果索引为-1，提示信息不存在
   • 如果索引不是-1，调用remove方法删除并提示删除成功

5.3 调用方法

6. 学生管理系统的修改学生功能实现步骤

   6.1 用键盘录入选择修改学生信息

   6.2 定义一个方法，用于修改学生信息

   • 显示提示信息
   • 键盘录入要修改的学生学号
   • 调用getIndex方法，查找该学号在集合的索引
   • 如果索引为-1，提示信息不存在
   • 如果索引不是-1，键盘录入要修改的学生信息
   • 集合修改对应的学生信息
   • 给出修改成功提示

   6.3 调用方法

7. 退出系统

​ 使用System.exit(0);退出JVM

2.2 学生类的定义

package StudentManger;

public class Student {
    private String sid; //学号
    private String name; //姓名
    private String age; //年龄
    private String address; //居住地
    private String birthday; //生日

    public Student(){

    }

    public Student(String sid, String name, String age, String address, String birthday) {
        this.sid = sid;
        this.name = name;
        this.age = age;
        this.address = address;
        this.birthday = birthday;
    }

    public String getSid() {
        return sid;
    }

    public void setSid(String sid) {
        this.sid = sid;
    }

    public String getName() {
        return name;
    }

    public void setName(String name) {
        this.name = name;
    }

    public String getAge() {
        return age;
    }

    public void setAge(String age) {
        this.age = age;
    }

    public String getAddress() {
        return address;
    }

    public void setAddress(String address) {
        this.address = address;
    }

    public String getBirthday() {
        return birthday;
    }

    public void setBirthday(String birthday) {
        this.birthday = birthday;
    }
}

2.3 测试类的定义

package StudentManger;

import java.util.ArrayList;
import java.util.Scanner;

public class StudentManager {
    /*
    1 用输出语句完成主界面的编写
    2 用Scanner实现键盘录入数据
    3 用switch语句完成操作的选择
    4 用循环完成再次回到主界面
     */
    public static void main(String[] args) {

        Scanner sc = new Scanner(System.in);

        //创建集合对象，用于保存学生的数据信息
        ArrayList<Student> array = new ArrayList<Student>();

        while (true) {
            //用输出语句完成主界面的编写
            System.out.println("----------欢迎来到学生管理系统------------");
            System.out.println("1 添加学生");
            System.out.println("2 删除学生");
            System.out.println("3 修改学生");
            System.out.println("4 查看所有学生");
            System.out.println("5 退出");
            System.out.println("请输入你的选择");

            //用Scanner实现键盘录入数据
            String choice = sc.nextLine();

            switch (choice) {
                case "1":
                    addStudent(array);
                    break;
                case "2":
                    deleteStudent(array);
                    break;
                case "3":
                    updateStudent(array);
                    break;
                case "4":
                    findAllStudent(array);
                    break;
                case "5":
                    System.out.println("谢谢使用");
                    //JVM退出
                    System.exit(0);
                default:
                    System.out.println("你输入的信息有误，请重新输入。");
            }
        }
    }

    public static void addStudent(ArrayList<Student> array) {
        //显示提示信息，提示要输入何种信息，键盘录入学生对象所需要的数据
        Scanner sc = new Scanner(System.in);

        String sid;

        while (true) {
            System.out.println("请输入学生学号");
            sid = sc.nextLine();

            boolean flag = isUsed(array, sid);
            if (flag) {
                System.out.println("你输入的学号已被占用，请重新输入");
            } else {
                break;
            }
        }

        System.out.println("请输入学生姓名");
        String name = sc.nextLine();

        System.out.println("请输入学生年龄");
        String age = sc.nextLine();

        System.out.println("请输入学生居住地");
        String address = sc.nextLine();

        System.out.println("请输入学生生日");
        String birthday = sc.nextLine();

        //创建学生对象，把键盘录入的数据赋值给学生对象的成员变量
        Student s = new Student(sid, name, age, address, birthday);

        //将学生对象添加到集合中保存
        array.add(s);

        //给出添加成功提示
        System.out.println("添加成功");
    }

    //定义一个方法，判断学号是否被使用
    public static boolean isUsed(ArrayList<Student> array, String sid) {
        //如果sid与集合中某一个学生的学号相同，返回true；如果都不相同，返回false
        for (int i = 0; i < array.size(); i++) {
            Student s = array.get(i);
            if (s.getSid().equals(sid)) {
                return true;
            }
        }
        return false;
    }

    //定义一个方法，用于查看学生信息
    public static void findAllStudent(ArrayList<Student> array) {
        //判断集合中是否有数据，如果没有显示提示信息
        if (array.size() == 0) {
            System.out.println("无信息，请先添加信息再查询");
            //为了让程序不再往下查询，在这里写上return
            return;
        }

        //显示表头信息
        // "\t"是一个tab键的位置
        System.out.println("学号\t\t姓名\t\t年龄\t居住地\t生日");

        //将集合中数据取出按照对应格式显示学生信息，年龄显示补充“岁”
        for (int i = 0; i < array.size(); i++) {
            Student s = array.get(i);
            System.out.println(s.getSid() + "\t\t" + s.getName() + "\t" + s.getAge() + "\t" + s.getAddress() + "\t" + s.getBirthday());
        }
    }

    //定义一个方法，用于删除学生信息
    public static void deleteStudent(ArrayList<Student> array) {
        //显示提示信息，键盘输入要删除的学生的学号
        System.out.println("请输入你要删除的学生的学号");

        //在删除学生操作前，判断学号是否存在。如果不存在，显示提示信息；如果存在，执行删除操作
        int index = getIndex(array);
        if (index == -1) {
            //返回主菜单
            return;
        } else {
            array.remove(index);
            //给出删除成功的提示
            System.out.println("删除学生成功");
        }
    }

    //定义一个方法，用于修改学生信息
    public static void updateStudent(ArrayList<Student> array) {
        Scanner sc = new Scanner(System.in);
        //显示提示信息

        System.out.println("请输入你要修改的学生的学号");

        //在删除学生操作前，判断学号是否存在。如果不存在，显示提示信息；如果存在，执行删除操作
        int index = getIndex(array);
        if (index == -1) {
            //返回主菜单
            return;
        } else {
            //键盘录入要修改的学生信息
            System.out.println("请输入要修改的学生的信息");
            System.out.println("1. 姓名");
            System.out.println("2. 年龄");
            System.out.println("3. 居住地");
            System.out.println("4. 生日");
            String choice = sc.nextLine();
            //创建新的学生对象
            Student s = new Student();

            switch (choice) {
                case "1":
                    System.out.println("请输入学生修改后的姓名：");
                    String name = sc.nextLine();
                    //封装为新的学生对象，学号为原学号
                    s = new Student(array.get(index).getSid(), name, array.get(index).getAge(), array.get(index).getAddress(), array.get(index).getBirthday());
                    break;
                case "2":
                    System.out.println("请输入学生修改后的年龄：");
                    String age = sc.nextLine();
                    //封装为新的学生对象，学号为原学号
                    s = new Student(array.get(index).getSid(), array.get(index).getName(), age, array.get(index).getAddress(), array.get(index).getBirthday());
                    break;
                case "3":
                    System.out.println("请输入学生修改后的居住地：");
                    String address = sc.nextLine();
                    //封装为新的学生对象，学号为原学号
                    s = new Student(array.get(index).getSid(), array.get(index).getName(), array.get(index).getAge(), address, array.get(index).getBirthday());
                    break;
                case "4":
                    System.out.println("请输入学生的新生日：");
                    String birthday = sc.nextLine();
                    //封装为新的学生对象，学号为原学号
                    s = new Student(array.get(index).getSid(), array.get(index).getName(), array.get(index).getAge(), array.get(index).getAddress(), birthday);
                    break;
                default:
                    System.out.println("你输入的信息有误，请重新输入");
            }

            //调用集合的set方法，完成修改
            array.set(index, s);
            System.out.println("修改成功");
        }
    }

    //定义一个方法，判断要删除/查找的学号是否存在
    public static int getIndex(ArrayList<Student> array) {
        //键盘输入学号
        Scanner sc = new Scanner(System.in);
        //先假设传入的学号在集合中不存在
        int index = -1;
        //遍历集合查找
        while (index == -1) {
            String sid = sc.nextLine();
            //当用户输入0时返回主方法，在这里返回-1
            if (sid.equals("0")) {
                return -1;
            } else {
                for (int i = 0; i < array.size(); i++) {
                    Student s = array.get(i);
                    if (s.getSid().equals(sid)) {
                        //用index变量存储正确的索引位置
                        index = i;
                        return index;
                    }
                }
                //学号不存在，提示重新输入，返回主菜单输入0
                System.out.println("该学号不存在，请重新输入。返回主菜单请输入0");
            }
        }
        return index;
    }
}