08-27-周三_15-08-08

2025-08-27 15:08:08 +08:00
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--- a/1.javaSE基础/day07/day07【Scanner类、Random类、ArrayList类】.md
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+# day07【Scanner类、Random类、ArrayList类】
+
+### 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： 
+
+```java
+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：
+
+```java
+import 包名.类名;
+```
+
+举例：
+
+```java
+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：
+
+```java
+数据类型  变量名  =  new 数据类型(参数列表);
+```
+
+举例：
+
+```java
+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：
+
+```java  
+变量名.方法名();
+```
+
+举例：
+
+```java
+int i = sc.nextInt(); // 接收一个键盘录入的整数
+```
+
+### 2.3	Scanner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：
+
+```java
+//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：
+
+```java
+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：
+
+```java
+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：
+
+```java
+new 类名(参数列表)；
+```
+
+举例：
+
+```java
+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。
+
+```java
+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。
+
+```java
+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：
+
+```java
+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
+
+```java
+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：
+
+```java
+Random r = new Random();
+int i = r.nextInt();
+```
+
+### 3.2 Random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：
+
+```java
+//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：
+
+```java
+// 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
+
+```java
+// 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：
+
+```java
+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。
+
+### 4.3 ArrayList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：
+
+```java
+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:
+
+```java 
+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：
+
+```java
+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：
+
+```java
+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:
+
+```java
+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：
+
+| 基本类型    | 基本类型包装类   |
+| ------- | --------- |
+| byte    | Byte      |
+| short   | Short     |
+| int     | Integer   |
+| long    | Long      |
+| float   | Float     |
+| double  | Double    |
+| char    | Character |
+| boolean | Boolean   |
+
+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：
+
+```java
+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);     
+    }
+}
+```
+
+### 4.6 ArrayList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 
+
+```java
+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
+
+```java
+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}。
+
+```java
+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)
+
+```java
+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;
+    }
+}
+```
+