笔记汇总：《Java面向对象程序设计》学习笔记

笔记记录的不是非常详实，如果有补充的建议或纠错，请踊跃评论留言！！！

什么是CSV文件

CSV文件的定义

CSV 是英文 comma-separated values 的缩写，翻译为 "逗号分隔值"。

CSV 文件可以理解为以带逗号分隔（也可以是其他简单字符分割）的纯文本形式存储表格数据的文件。

CSV文件与Excel文件的关系

CSV文件和Excel文件有点像，但Excel是带格式的文件，且一个工作表里最多只可以存放 1048576 （2^10）行。

可以使用Excel打开CSV。但如果没有按照指定编码方式进行保存，用Excel打开CSV会乱码。

CSV文件的优点

方便数据交换
无最大行数的限制

CSV文件格式

格式规范

CSV文件第一行可以是字段名（也可以不写字段名直接写数据）
接下来每一行是字段所对应的值
不同字段/数据之间用逗号隔开
其他格式规范

比如：

// 通讯录.csv
姓名,手机,QQ,微信号
小新,13913000001,1819122001,xx9907
小亮,13913000002,1819122002,xiaoliang
小刚,13913000003,1819122003,gang1004
大刘,13913000004,1819122004,liu666
大王,13913000005,1819122005,jack_w
奇妙方程式,12345678910,229600398,qq229600398

// 统计demo.csv
下单,0,a,BCF
付款,0,a,BCF
发货,0,a,BCF
付款,0,a,BCF
收款,0,a,BCF
下单,0,a,BCF
付款,0,a,BCF

CSV文件的读写操作

注意事项

其实CSV文件有固定的规范，简单的用逗号分隔，并不是安全的解析方法

比如：有些值中有逗号，直接使用split分隔逗号会出问题
一般都是使用类库来对csv文件进行处理，比如python的csv库、java的open-csv库。
其实在读写时最好上锁。
但个人练习没啥大问题。
使用Java读写文件后记得调用方法关闭流。

读取方法

以下为Java中读取CSV文件的方法，程序打印所读内容

// test.csv
Id,SepalLengthCm,SepalWidthCm,PetalLengthCm,PetalWidthCm,Species
1,5.1,1.4,1.4,0.2,Iris-setosa
2,4.9,3,1.4,0.2,Iris-setosa
3,4.7,3.2,1.3,0.2,Iris-setosa
4,4.6,3.1,1.5,0.2,Iris-setosa
5,5,3.6,1.4,0.2,Iris-setosa
6,5.4,3.9,1.7,0.4,Iris-setosa
7,4.6,3.4,1.4,0.3,Iris-setosa
8,5,3.4,1.5,0.2,Iris-setosa

// Csv.java
package csv;

import java.io.BufferedReader;
import java.io.FileReader;

public class Csv {
	public static void main(String[] args) {
		String filepath = "D:\\CSV文件\\test.csv";
		String[][] alldata = null;
		
		try {
			// 1. 创建流
		    // 创建FileReader和BufferedReader对象来读取文件内容
		    FileReader filereader = new FileReader(filepath);
		    BufferedReader buffereader = new BufferedReader(filereader);
		    // 当然写在一起也行
		    // BufferedReader buffereader = new BufferedReader(new FileReader(filepath));
		    
		    // 2. 计算文件中的行数
		    int linenumber = 0;
		    while (buffereader.readLine() != null) {
                linenumber++;
            }
		    
		    // 3. 将缓冲读取器重置为从文件开头读取
		    filereader = new FileReader(filepath);
		    buffereader = new BufferedReader(filereader);
		    
		    // 4. 用适当的维度初始化AllData数组
		    alldata = new String[linenumber][];
		    
		    // 5. 读取内容，存储到内存(数组、Map或其他数据类型)中。使用split分隔逗号，还可以使用正则表达式进一步处理。
		    String line;
		    linenumber = 0;
		    while ((line = buffereader.readLine()) != null) {
		        // 按逗号分隔每行数据
		        String[] data = line.split(",");
		        // 第一种方式
//		        if (data.length > 0) {
//		        	// 初始化内部数组
//		            alldata[linenumber] = new String[data.length];
//		            // 存入二维字符数组中
//		        	for (int i = 0; i < data.length; i++) {
//		        		alldata[linenumber][i] = data[i];
//					}
//		        }
		        // 第二种方式
		        alldata[linenumber] = data;
		        
		        linenumber++;
		    }
		    
		    // 6. 输出存储数据
		    for (int i = 0; i < linenumber; i++) {
		    	System.out.print(alldata[i][0]);
				for (int j = 1; j < alldata[0].length; j++) {
					System.out.print(","+alldata[i][j]);
				}
				System.out.println();
			}
		    
		    // 7. 关闭FileReader流和BufferedReader流
		    filereader.close();
		    buffereader.close();
		    
		} catch (Exception e) {
		    // 处理异常情况
		    e.printStackTrace();
		}
	}
}

// 输出
Id,SepalLengthCm,SepalWidthCm,PetalLengthCm,PetalWidthCm,Species
1,5.1,1.4,1.4,0.2,Iris-setosa
2,4.9,3,1.4,0.2,Iris-setosa
3,4.7,3.2,1.3,0.2,Iris-setosa
4,4.6,3.1,1.5,0.2,Iris-setosa
5,5,3.6,1.4,0.2,Iris-setosa
6,5.4,3.9,1.7,0.4,Iris-setosa
7,4.6,3.4,1.4,0.3,Iris-setosa
8,5,3.4,1.5,0.2,Iris-setosa

写入方法

以下为Java中读取CSV文件，写入新CSV文件的方法（读取方法的代码和上面一致，就省略）。

// Csv.java
package csv;

import java.io.BufferedReader;
import java.io.BufferedWriter;
import java.io.FileReader;
import java.io.FileWriter;

public class Csv {
	public static void main(String[] args) {
		String filepath = "D:\\CSV文件\\test.csv";
		String[][] alldata = null;
		
		try {
			// 接上面的代码，省略
		    
		    // 1. 创建流
		    // 创建FileWriter和BufferedWriter对象来读取文件内容
		    filepath = "D:\\CSV文件\\test1.csv";
		    FileWriter filewriter = new FileWriter(filepath);
		    BufferedWriter bufferwriter = new BufferedWriter(filewriter);
		    // 当然写在一起也行
//		    BufferedWriter bufferwriter = new BufferedWriter(new FileWriter(filepath));
			
		    // 2. 写入新文件
		    for(String[] str:alldata) {
		    	String context = str[0];
		    	for (int i = 1; i < alldata[0].length; i++) {
		    		context = context + "," + str[i];
				}
		    	bufferwriter.write(context);
		    	bufferwriter.newLine(); // 换行
			}
		    
		    // 3. 关闭BufferedWriter流和FileWriter流，顺序不要搞反
		    bufferwriter.close();
		    filewriter.close();
		    		    
		} catch (Exception e) {
		    // 处理异常情况
		    e.printStackTrace();
		}
	}
}

数据处理

数据处理其实不涉及IO流的知识，更多涉及正则表达式、字符串操作、循环、赋值等知识。

比如寻找最值、计算平均值、提取某个数据等。

正则表达式

匹配整数和小数

// 匹配整数或小数的字符串
// -? 表示可选的负号，匹配一个或零个负号。
// \\d+ 匹配一个或多个数字字符。
// (\\.\\d+)? 表示可选的小数部分，包括一个点号和一个或多个数字字符。
String regex = "-?(0|[1-9]\\d*)(\\.\\d+)?";

if (s.matches(regex)) {
	···
}else {
	···
}

其他匹配方式欢迎补充

字符串操作

split() 方法分隔逗号

result = s.split(",");

equals() 方法判断字符串是否相等

if (s.equals(num)) {
	···
}else {
	···
}

trim() 方法去除字符串两端的空格或指定字符

String s = " 1 23 4 ";
s = s.trim();
System.out.print(s);
// 输出
1 23 4

其他方法欢迎补充

缺值处理

使用正则表达式统计出现次数
排序后取最大最小值
使用平均值、中位数等填充缺失数据

其他方法欢迎补充

练习案例

1. 读取 CSV 文件并按第一列分组计数

// 统计demo.csv
下单,0,a,BCF
付款,0,a,BCF
发货,0,a,BCF
付款,0,a,BCF
收款,0,a,BCF
下单,0,a,BCF
付款,0,a,BCF

// CsvDataGrouping.java
package csv;

import java.io.BufferedReader;
import java.io.FileReader;
import java.util.HashMap;
import java.util.Map;

public class CsvDataGrouping {
	public static void main(String[] args) {
		String filepath = "D:\\CSV文件\\统计demo.csv";

		try {
		    // 创建一个BufferedReader对象来读取文件
		    BufferedReader reader = new BufferedReader(new FileReader(filepath));
		    
		    // 创建一个Map来存储统计结果
		    Map<String, Integer> countMap = new HashMap<>();
		    
		    String line;
		    while ((line = reader.readLine()) != null) {
		        // 按逗号分隔每行数据
		        String[] data = line.split(",");
		        if (data.length > 0) {
		            // 去除首尾空格并取得关键字
		            String key = data[0].trim();
		            
		            // 统计关键字出现次数
		            countMap.put(key, countMap.getOrDefault(key, 0) + 1);
		        }
		    }

		    // 输出统计结果
		    for (Map.Entry<String, Integer> entry : countMap.entrySet()) {
		        System.out.println(entry.getKey() + ": " + entry.getValue());
		    }
		} catch (Exception e) {
		    // 处理异常情况
		    e.printStackTrace();
		}
	}
}

// 输出
下单: 2
收款: 1
发货: 1
付款: 3

代码大致说明

在这段代码中，我们首先定义了一个文件路径 filepath，它指向要读取的CSV文件。然后我们使用 BufferedReader 和 FileReader 来创建一个读取文件的对象 reader。

接下来，我们创建了一个 Map<String, Integer> 类型的对象 countMap，用于统计每个关键字出现的次数。

然后，我们使用 reader.readLine() 逐行读取文件内容，将每一行按逗号分隔成字符串数组 data。如果数组长度大于0，说明该行有数据，我们提取关键字 key。然后使用 countMap.getOrDefault(key, 0) + 1 统计关键字出现的次数，并将结果存入 countMap 中。

最后，我们遍历 countMap 中的键值对，并打印出每个关键字及其出现的次数。

代码详细说明

上述代码是一个Java程序，用于读取指定路径下的CSV文件并统计每个关键字出现的次数。让我们逐步分析代码：

main方法是程序的入口点，使用了public static void修饰符，表示它是一个公共静态方法，不返回任何值，接受一个String类型的数组作为参数。
String filepath = "D:\\CSV文件\\统计demo.csv"; 定义了一个字符串变量 filepath，用于存储CSV文件的路径。
在 try-catch 块中，代码通过创建 BufferedReader 对象来读取文件内容。使用 new BufferedReader(new FileReader(filepath))，传入一个 FileReader 对象，该对象负责读取指定路径下的文件。
创建了一个 Map<String, Integer> 类型的变量 countMap，用于存储统计结果。HashMap 类实现了 Map 接口，可以存储键值对，这里键的类型是 String，值的类型是 Integer。
进入一个 while 循环，读取文件的每一行数据，将读取的结果存储在 line 变量中。循环条件为 line = reader.readLine()，当读取到的行不为空时继续循环。
在循环中，通过 line.split(",") 使用逗号分隔每一行的数据，并将结果存储在 data 数组中。
如果 data 数组的长度大于0，表示当前行有数据。代码通过 data[0].trim() 去除首尾空格并获取关键字，将结果存储在 key 变量中。
通过 countMap.getOrDefault(key, 0) 获取 countMap 中关键字 key 对应的值，如果不存在则返回默认值0。
使用 countMap.put(key, countMap.getOrDefault(key, 0) + 1) 将关键字 key 的出现次数加1，并将结果保存回 countMap 中。
循环结束后，通过遍历 countMap 的每个条目，使用 entry.getKey() 获取关键字，使用 entry.getValue() 获取关键字出现的次数，并将结果打印到控制台。
在 catch 块中，代码捕捉并处理可能发生的异常情况，使用 e.printStackTrace() 打印异常堆栈信息。

总体而言，这段代码读取指定路径下的CSV文件，统计每个关键字出现的次数，并将结果输出到控制台。

2. 读数据的第一行，输出所有的值、最值、指定数值出现的次数

// iris.csv
Id,SepalLengthCm,SepalWidthCm,PetalLengthCm,PetalWidthCm,Species
1,5.1,1.4,1.4,0.2,Iris-setosa
2,4.9,3,1.4,0.2,Iris-setosa
3,4.7,3.2,1.3,0.2,Iris-setosa
4,4.6,3.1,1.5,0.2,Iris-setosa
5,5,3.6,1.4,0.2,Iris-setosa

// IrisData.java
package csv;

import java.io.BufferedReader;
import java.io.File;
import java.io.FileReader;
import java.io.IOException;
import java.util.ArrayList;
import java.util.Arrays;

public class IrisData {
	public static void main(String[] args) {
		// 创建文件对象，指向要读取的CSV文件
		File file = new File("D:\\CSV文件\\Iris.csv");
		String[] result = new String[10];
		// 匹配整数或小数的字符串
		// -? 表示可选的负号，匹配一个或零个负号。
		// \\d+ 匹配一个或多个数字字符。
		// (\\.\\d+)? 表示可选的小数部分，包括一个点号和一个或多个数字字符。
		String regex = "-?(0|[1-9]\\d*)(\\.\\d+)?";
		try {
			// 创建FileReader和BufferedReader对象来读取文件内容
			FileReader fr = new FileReader(file);
			BufferedReader br = new BufferedReader(fr);
			String string;
			int line = 0;
			// 逐行读取文件内容
			while ((string = br.readLine()) != null) {
				// 当行数为1时，将该行按逗号分割成字符串数组并存储在result中
				if (line == 1) {
					result = string.split(",");
					// 数组拷贝方法。从源数组中指定的范围复制一部分元素到一个新的数组中。
					// Arrays.copyOfRange(源数组, 起始位置, 终止位置)
					// 相当于复制下标1->最后的数组给原字符串，同时改变了原数组的长度
					result = Arrays.copyOfRange(result, 1, result.length);
					break;
				}
				line ++;
			}
			br.close();
		} catch (IOException e) {
			e.printStackTrace();
		}
		
		// 创建ArrayList对象用于存储符合条件的数字
		ArrayList<Double> numbers = new ArrayList<>();
		// 如果34行附近没有对数组进行截取拷贝操作
		// 则可以调整循环，使其在迭代结果数组时从索引1而不是0开始
		// 这种方式更为简单粗暴
		for (int i = 0; i < result.length; i++) {
			// 判断字符串是否匹配正则表达式，如果匹配则将其转换为Double类型并添加到numbers中
			if (result[i].matches(regex)) {
				numbers.add(Double.parseDouble(result[i]));
			}
		}
		// 打印列表中的所有数字
		for (int i = 0; i < numbers.size(); i++) {
			System.out.println(numbers.get(i));
		}
		// 输出指定数字在列表中出现的次数
		System.out.println("1.4 出现了 " + getCount(numbers, 1.4) + " 次");
		// 输出列表中的最大值和最小值
		System.out.println("max: " + getMaxAndMin(numbers)[0] + "\nmin: " + getMaxAndMin(numbers)[1]);
	}
	
	/**
     * 统计给定数值在列表中出现的次数
     *
     * @param numbers 列表
     * @param num     给定数值
     * @return 出现次数
     */
	public static int getCount(ArrayList<Double> numbers, Double num) {
		int count = 0;
		for (int i = 0; i < numbers.size(); i++) {
			if (numbers.get(i).equals(num)) {
				count ++;
			}
		}
		return count;
	}
	
	/**
     * 获取列表中的最大值和最小值
     *
     * @param numbers 列表
     * @return 包含最大值和最小值的数组，索引0为最大值，索引1为最小值
     */
	public static Double[] getMaxAndMin(ArrayList<Double> numbers) {
		Double[] max = {numbers.get(0), numbers.get(0)};
		for (int i = 0; i < numbers.size(); i++) {
			if (numbers.get(i) > max[0]) {
				max[0] = numbers.get(i);
			}
			if (numbers.get(i) < max[1]) {
				max[1] = numbers.get(i);
			}
		}
		return max;
	}
}

// 输出
5.1
1.4
1.4
0.2
1.4 出现了 2 次
max: 5.1
min: 0.2

代码大致说明

这段代码读取一个CSV文件，并对文件中的数据进行分析。首先，它读取文件的第二行数据（索引为1），将该行按逗号分割成字符串数组 result，copyOfRange() 方法用于排除第一个元素，它表示ID列。然后存储在 numbers 列表中的元素必须满足正则表达式 regex 的匹配条件（即匹配一个浮点数），才会被添加到 numbers 列表中。

接下来，它使用两个辅助方法 getCount 和 getMaxAndMin 分别计算列表中指定数值出现的次数，以及列表中的最大值和最小值。

在 getCount 方法中，它遍历列表中的元素，如果元素与给定的数值相等，则计数器 count 自增。

在 getMaxAndMin 方法中，它首先将列表的第一个元素作为最大值和最小值的初始值。然后遍历列表中的元素，如果当前元素大于最大值，则更新最大值；如果当前元素小于最小值，则更新最小值。最后，它返回一个包含最大值和最小值的数组。

最后，它打印出列表中的所有数值，以及给定数值 1.4 在列表中出现的次数，以及列表中的最大值和最小值。

代码详细说明

给定的代码是一个Java程序，它从名为"Iris.csv"的CSV文件中读取数据，并对数据执行一些操作。让我们逐步分析代码：

代码开始导入必要的类和包。
定义了IrisData类，其中包含程序执行开始的主方法。
创建了一个File对象来表示CSV文件的位置。
初始化了一个字符串数组result，长度为10。该数组将存储从CSV文件中提取的值。
定义了一个正则表达式模式regex，用于匹配整数或小数字符串。
在try-catch块内，创建了FileReader和BufferedReader来读取文件内容。
代码进入一个循环，使用BufferedReader的readLine()方法逐行读取文件内容。
当行号为1时（行号从0开始），代码使用逗号分隔符拆分行，并将结果数组存储在result变量中。使用Arrays.copyOfRange()方法来排除第一个元素，该元素表示ID列。
循环在读取第一行后中断。
关闭BufferedReader以释放系统资源。
创建一个名为numbers的ArrayList<Double>，用于存储从result数组中提取的数字。
循环遍历result数组，检查每个元素是否与正则表达式模式匹配。如果找到匹配项，将元素转换为Double值并添加到numbers列表中。
另一个循环用于打印numbers列表中的所有数字。
程序调用getCount()方法，将numbers列表和值1.4作为参数传递，并打印1.4在列表中出现的次数。
程序调用getMaxAndMin()方法，将numbers列表作为参数传递，并打印列表中的最大值和最小值。
getCount()方法接受一个ArrayList<Double>和一个Double值作为参数，在列表中计算给定值出现的次数。
getMaxAndMin()方法接受一个ArrayList<Double>作为参数，并返回一个包含列表中最大值和最小值的数组。

总体而言，该代码读取CSV文件，从特定行提取数值，将其存储在一个列表中，并执行一些操作，如计数出现次数和查找最大值和最小值。

3. 读第三个字段的所有值，输出所有的值、最值、指定数值出现的次数

其实就是读第三列的所有值，输出所有的值、最值、指定数值出现的次数。

CSV文件和上一题一样，省略

读文件方式和上一题差不多，省略相同代码，其实也就只是处理时稍微不一样而已

// 逐行读取文件内容
while ((string = br.readLine()) != null) {
    // 当行数大于0时，将该行按逗号分割成字符串数组并存储在result中
    if (line > 0) {
    	String[] r = string.split(",");
    	// 题目要求读第三列的所有值，即下标2的值
    	result[line-1] = r[2];
    }
    line ++;
}
// 数组拷贝方法。从源数组中指定的范围复制一部分元素到一个新的数组中。
// Arrays.copyOfRange(源数组, 起始位置, 终止位置)
// 相当于复制下标1->最后的数组给原字符串，同时改变了原数组的长度
result = Arrays.copyOfRange(result, 0, line-1);

br.close();

代码大致说明

这段代码读取一个CSV文件的行，跳过标题行，将每行按逗号分割，并将第三列的值存储在 result 数组中。然后，数组被重新调整大小以删除未使用的元素，并且关闭了 BufferedReader。

代码详细说明

while 循环使用 br.readLine() 逐行读取文件的内容，并将其赋值给变量 string。
条件 string = br.readLine() 检查 string 是否不为空，这意味着仍有待读取的行。
在循环内部，代码检查 line 是否大于 0。这确保跳过标题行（第 0 行），只处理数据行。
如果 line 大于 0，则代码使用逗号（,）分隔 string，通过 string.split(",") 得到一个值的数组。
将 r 数组中索引为 2 的值（表示第三列）赋值给 result 数组的相应索引（result[line-1] = r[2]）。
处理完每一行后，递增 line 变量的值。
一旦所有行都被处理完，代码使用 Arrays.copyOfRange() 方法创建一个名为 result 的新数组，它的长度更小。
Arrays.copyOfRange() 方法从源数组中创建一个新数组，从指定的起始索引（0）开始，到指定的结束索引（line-1）结束。这有效地删除了 result 数组中未使用的元素。
更新后的 result 数组被重新赋值给 result 变量。
最后，代码关闭了 BufferedReader，以释放系统资源。

参考资料

b站视频

1分钟学java:统计csv文件中的数据：https://www.bilibili.com/video/BV1zX4y1Y7PJ

CSDN文章

java 操作文件及问题解决（csv）：https://blog.csdn.net/weixin_43763430/article/details/125346370

致谢

感谢群成员 @电子鬼会吓到仿生人吗提供的部分代码和 CSV文件

《Java面向对象程序设计》学习笔记——CSV文件的读写与处理

什么是CSV文件

CSV文件的定义

CSV文件与Excel文件的关系

CSV文件的优点

CSV文件格式

格式规范

CSV文件的读写操作

注意事项

读取方法

写入方法

数据处理

正则表达式

字符串操作

缺值处理

练习案例

1. 读取 CSV 文件并按第一列分组计数

代码大致说明

代码详细说明

2. 读数据的第一行，输出所有的值、最值、指定数值出现的次数

代码大致说明

代码详细说明

3. 读第三个字段的所有值，输出所有的值、最值、指定数值出现的次数

代码大致说明

代码详细说明

参考资料

b站视频

CSDN文章

致谢