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day01/src/com/inmind/s_test_03/StudentManager.java

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+package com.inmind.s_test_03;
+
+import java.util.*;
+
+/**
+ * 学生管理系统
+ * 演示List、Set集合的使用，以及Comparator和Collections工具类的应用
+ */
+public class StudentManager {
+    public static final String COURSE_JAVA = "Java编程";
+    // 存储学生列表（使用List允许重复添加检测和有序访问）
+    private List<Student> students;
+    // 存储所有可选课程（使用Set确保课程不重复）
+    private Set<String> allCourses;
+
+    /**
+     * 构造方法，初始化集合
+     */
+    public StudentManager() {
+        students = new ArrayList<Student>(); // 初始化学生列表
+        allCourses = new HashSet<String>(); // 初始化课程集合
+        initData(); // 初始化测试数据
+    }
+
+    /**
+     * 初始化测试数据
+     */
+    private void initData() {
+        // 添加课程
+        allCourses.add(COURSE_JAVA);
+        allCourses.add("数据结构");
+        allCourses.add("计算机网络");
+        allCourses.add("数据库原理");
+        allCourses.add("操作系统");
+
+        // 添加学生1
+        Student s1 = new Student("2023001", "张三", 20);
+        s1.addCourse("Java编程");
+        s1.addCourse("数据结构");
+        s1.setScore(85.5);
+        students.add(s1);
+
+        // 添加学生2
+        Student s2 = new Student("2023002", "李四", 21);
+        s2.addCourse("Java编程");
+        s2.addCourse("数据库原理");
+        s2.setScore(92.0);
+        students.add(s2);
+
+        // 添加学生3
+        Student s3 = new Student("2023003", "王五", 19);
+        s3.addCourse("计算机网络");
+        s3.addCourse("操作系统");
+        s3.setScore(78.5);
+        students.add(s3);
+
+        // 添加学生4
+        Student s4 = new Student("2023004", "赵六", 20);
+        s4.addCourse("数据结构");
+        s4.addCourse("数据库原理");
+        s4.setScore(88.0);
+        students.add(s4);
+    }
+
+    /**
+     * 添加学生
+     * @param student 要添加的学生对象
+     * @return 添加成功返回true，已存在返回false
+     */
+    public boolean addStudent(Student student) {
+        // 检查学生是否已存在（依赖Student类重写的equals方法）
+        if (!students.contains(student)) {
+            students.add(student);
+            return true;
+        }
+        return false;
+    }
+
+    /**
+     * 显示所有学生信息
+     */
+    public void showAllStudents() {
+        System.out.println("\n===== 所有学生信息 =====");
+        // 使用增强for循环遍历学生列表
+        for (Student student : students) {
+            System.out.println(student);
+        }
+    }
+
+    /**
+     * 按条件排序并显示学生信息
+     * @param comparator 比较器，定义排序规则
+     * @param sortType 排序类型描述，用于输出显示
+     */
+    public void sortAndShowStudents(Comparator<Student> comparator, String sortType) {
+        // 创建列表副本进行排序，避免修改原列表顺序
+        List<Student> sortedList = new ArrayList<Student>(students);
+        // 使用Collections工具类进行排序
+        Collections.sort(sortedList, comparator);
+        
+        System.out.println("\n===== 按" + sortType + "排序的学生信息 =====");
+        // 遍历排序后的列表
+        for (Student student : sortedList) {
+            System.out.println(student);
+        }
+    }
+
+    /**
+     * 根据学号查找学生
+     * @param id 要查找的学号
+     * @return 找到的学生对象，未找到返回null
+     */
+    public Student findStudentById(String id) {
+        // 创建列表副本并按学号排序（二分查找需要有序列表）
+        List<Student> sortedById = new ArrayList<Student>(students);
+        Collections.sort(sortedById, StudentComparator.byIdAsc());
+        
+        // 使用Collections的binarySearch进行二分查找
+        int index = Collections.binarySearch(sortedById, 
+                new Student(id, "", 0), // 临时创建用于比较的学生对象
+                StudentComparator.byIdAsc()); // 使用学号比较器
+        
+        // 索引>=0表示找到，返回对应学生对象
+        return index >= 0 ? sortedById.get(index) : null;
+    }
+
+    /**
+     * 获取选修某门课程的所有学生
+     * @param course 课程名称
+     * @return 选修该课程的学生集合
+     */
+    public Set<Student> getStudentsByCourse(String course) {
+        Set<Student> result = new HashSet<Student>();
+        // 遍历所有学生
+        for (Student student : students) {
+            // 检查学生是否选修了该课程
+            if (student.getCourses().contains(course)) {
+                result.add(student);
+            }
+        }
+        return result;
+    }
+
+    /**
+     * 计算学生平均年龄
+     * @return 平均年龄
+     */
+    public double getAverageAge() {
+        if (students.isEmpty()) { // 学生列表为空时返回0
+            return 0;
+        }
+        
+        int totalAge = 0;
+        // 遍历所有学生，累加年龄
+        for (Student student : students) {
+            totalAge += student.getAge();
+        }
+        // 计算并返回平均年龄
+        return (double) totalAge / students.size();
+    }
+
+    /**
+     * 主方法，演示系统功能
+     * @param args 命令行参数
+     */
+    public static void main(String[] args) {
+        // 创建学生管理系统实例
+        StudentManager manager = new StudentManager();
+        
+        // 显示所有学生
+        manager.showAllStudents();
+        
+        // 按不同条件排序并显示
+        manager.sortAndShowStudents(StudentComparator.byIdAsc(), "学号升序");
+        manager.sortAndShowStudents(StudentComparator.byNameAsc(), "姓名升序");
+        manager.sortAndShowStudents(StudentComparator.byScoreDesc(), "成绩降序");
+        manager.sortAndShowStudents(StudentComparator.byScoreDescAndNameAsc(), "成绩降序+姓名升序");
+        manager.sortAndShowStudents(StudentComparator.byAgeAsc(), "年龄升序");
+        
+        // 查找指定学号的学生
+        String searchId = "2023002";
+        Student found = manager.findStudentById(searchId);
+        System.out.println("\n查找学号为" + searchId + "的学生: " + 
+                (found != null ? found.getName() : "未找到"));
+        
+        // 查找选修特定课程的学生
+        String course = "Java编程";
+        Set<Student> javaStudents = manager.getStudentsByCourse(course);
+        System.out.println("\n选修" + course + "的学生有" + javaStudents.size() + "人:");
+        // 使用迭代器遍历Set集合
+        Iterator<Student> iterator = javaStudents.iterator();
+        while (iterator.hasNext()) {
+            Student student = iterator.next();
+            System.out.println(student.getName());
+        }
+        
+        // 统计并显示平均年龄
+        System.out.println("\n学生平均年龄: " + String.format("%.1f", manager.getAverageAge()));
+        
+        // 添加新学生
+        Student newStudent = new Student("2023005", "钱七", 22);
+        newStudent.addCourse("操作系统");
+        newStudent.setScore(90.5);
+        boolean added = manager.addStudent(newStudent);
+        System.out.println("\n添加新学生" + newStudent.getName() + ": " + (added ? "成功" : "失败（已存在）"));
+        
+        // 再次显示所有学生，验证新学生是否添加成功
+        manager.showAllStudents();
+    }
+}
+