一、实验实训目的和要求
1、掌握List集合对象的创建
2、掌握基于集合的元素添加、元素查询、元素删除、遍历集合等操作
3、掌握集合在项目功能中的应用
4、通过实验体会集合的灵活应用
3.1 计算机设备
操作系统：建议使用 Windows或 macOS 等主流操作系统，确保系统稳定且已安装 Java 开发环境（JDK），JDK 版本建议为Java8、Java 17 或Java 21。
处理器：具备基本的计算处理能力，能够流畅运行 Java 程序。一般来说，普通的笔记本电脑或台式机处理器均可满足需求，如英特尔酷睿系列或 AMD 锐龙系列处理器。
内存：至少 8GB 及以上的内存，以保证在编译和运行 Java 程序时系统不会因内存不足而出现卡顿或异常。
3.2 开发工具
集成开发环境（IDE）：推荐使用 IntelliJ IDEA专业的 Java 开发工具，这些 IDE 提供了代码编辑、编译、调试等功能，能够极大地提高开发效率。当然，也可以使用简单的文本编辑器（如 Notepad++、Sublime Text 等）结合命令行工具进行 Java 开发，但对开发者的要求相对较高。
Java 开发工具包（JDK）：作为 Java 开发的核心工具包，包含了 Java 编译器（javac）、Java 运行时环境（JRE）等必要的工具和库。确保 JDK 已正确安装并配置好环境变量，以便在命令行或 IDE 中能够正常使用 Java 相关命令。
3.3 其他辅助工具
文档编辑器：用于记录实验过程、回答思考题等，如 Microsoft Word、WPS 文字处理软件等。
截图工具：用于截取程序代码和运行结果图。
三、实验实训内容和主要操作步骤
2.1 验证性实验
1、List编程：创建一个工人类，属性：姓名、年龄、工资，要求如下：
类结构验证：检查 Worker 类是否正确定义了私有属性（姓名、年龄、工资），验证是否提供了无参和有参构造方法，确认所有属性都有对应的 getter 和 setter 方法。
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| public class Worker { // 私有属性 private String name; private int age; private double salary; // 无参构造方法 public Worker() {} // 有参构造方法 public Worker(String name, int age, double salary) { this.name = name; this.age = age; this.salary = salary; } // get/set方法 public String getName() { return name; } public void setName(String name) { this.name = name; } public int getAge() { return age; } public void setAge(int age) { this.age = age; } public double getSalary() { return salary; } public void setSalary(double salary) { this.salary = salary; } // 重写toString方法，方便打印工人信息 @Override public String toString() { return "姓名：" + name + "，年龄：" + age + "，工资：" + salary; } } |
2、功能验证：
- 程序应能正确创建多个 Worker 对象并存储在 List 集合中
- 能完整打印所有工人的信息
- 平均工资计算应准确无误
- 姓名包含 "胡" 的查询应正确（包含中间或结尾有 "胡" 字的情况）
- 姓 "胡" 的查询应只返回以 "胡" 字开头的工人
- 键盘输入一个姓名，查找是否存在此员工，存在，则打印输出员工的信息，如果不存在，则输出"查无此人"。
- 输入一个工资，查询工资 大于 输入工资的员工信息。
代码如下，请验证上述问题相关功能。
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| import java.util.ArrayList; import java.util.List; import java.util.Scanner; public class WorkerTest { public static void main(String[] args) { // (2) 创建多个Worker类，存储在List集合中 List<Worker> workers = new ArrayList<>(); workers.add(new Worker("张三", 30, 5000)); workers.add(new Worker("胡四", 28, 6000)); workers.add(new Worker("王五", 35, 7000)); workers.add(new Worker("胡六六", 40, 8000)); workers.add(new Worker("赵七", 25, 4500)); workers.add(new Worker("胡八一", 38, 9000)); // (3) 打印输出所有的工人信息 System.out.println("(3) 所有工人信息："); for (Worker worker : workers) { System.out.println(worker); } // (4) 计算所有工人的平均工资 double totalSalary = 0; for (Worker worker : workers) { totalSalary += worker.getSalary(); } double avgSalary = totalSalary / workers.size(); System.out.println("所有工人的平均工资：" + avgSalary); // (5) 打印输出姓名中包含 "胡" 的所有工人信息 System.out.println("姓名中包含'胡'的工人信息："); for (Worker worker : workers) { if (worker.getName().contains("胡")) { System.out.println(worker); } } // (6) 打印输出所有姓 "胡" 的工人信息 System.out.println("姓'胡'的工人信息："); for (Worker worker : workers) { if (worker.getName().startsWith("胡")) { System.out.println(worker); } } // (7) 键盘输入一个姓名，查找是否存在此员工 Scanner scanner = new Scanner(System.in); System.out.println("请输入要查找的姓名："); String searchName = scanner.nextLine(); boolean found = false; for (Worker worker : workers) { if (worker.getName().equals(searchName)) { System.out.println("找到该员工：" + worker); found = true; break; } } if (!found) { System.out.println("查无此人"); } // (8) 输入一个工资，查询工资大于输入工资的员工信息 System.out.println("请输入一个工资："); double searchSalary = scanner.nextDouble(); System.out.println("工资大于" + searchSalary + "的员工信息："); for (Worker worker : workers) { if (worker.getSalary() > searchSalary) { System.out.println(worker); } } scanner.close(); } } |
2.2 自主设计性实验
2、已知有 User类，属性为姓名、年龄、性别，完成类的封装并提供无参数、有参数构造方法，完成以下要求：
(1) 创建一个 List，在 List 中增加三个User对象
(2) 打印输出集合中所有的女用户信息
(3) 利用自遍历的方式，打印输出用户姓名长度大于 2 的信息
3、创建一个商品(Product)类,属性：商品名，商品单价，商品的数量，商品产地。
(1) 创建多个商品对象，存储在List集合中，集合中不能出现重复商品，商品名相同即为重复，在Product类中添加必要的方法；
(2) 显示所有的商品信息；
(3) 打印输出商品价格 > 1000 的所有商品信息；
(4) 打印售空的商品的信息；
(5) 打印输出商品产地为"北京"的商品信息；
(6) 输入一个商品名，查询出此类商品的信息，如果不存在，则打印商品"商场无此商品！！！"
(7) 输入一个价格段，查询出集合中所有在这个价格区间的所有商品信息。
4、利用 List存储多个整数，例如：19、45、309、21、189，完成以下需求：
(1) 将 集合中所有数据进行打印输出
(2) 将集合中所有的三位数进行打印输出
(3) 计算集合中所有数据的平均值
(4) 打印输出集合中的最大值
(5) 将集合中的所有元素进行倒叙打印输出
5、利用List存储多个字符，例如：'A'、'a'、's'、'p'、'+'、'X'、'-',完成以下需求：
(1) 将集合中所有的字符进行拼接，打印拼接结果
(2) 打印输出集合所有的大写字母
(3) 统计集合中非字母的个数，并打印输出
6、根据以下界面提示以及附件源码，设计一个程序，用于管理学生信息。[综合性程序设计]
三、实验设备（材料）
3.1 计算机设备
****操作系统：****建议使用 Windows或 macOS 等主流操作系统，确保系统稳定且已安装 Java 开发环境（JDK），JDK 版本建议为 Java 17 或Java 22。
****处理器：****具备基本的计算处理能力，能够流畅运行 Java 程序。一般来说，普通的笔记本电脑或台式机处理器均可满足需求，如英特尔酷睿系列或 AMD 锐龙系列处理器。
****内存：****至少 8GB 及以上的内存，以保证在编译和运行 Java 程序时系统不会因内存不足而出现卡顿或异常。
3.2 开发工具
****集成开发环境（IDE）：****推荐使用 IntelliJ IDEA专业的 Java 开发工具，这些 IDE 提供了代码编辑、编译、调试等功能，能够极大地提高开发效率。当然，也可以使用简单的文本编辑器（如 Notepad++、Sublime Text 等）结合命令行工具进行 Java 开发，但对开发者的要求相对较高。
****Java 开发工具包（JDK）：****作为 Java 开发的核心工具包，包含了 Java 编译器（javac）、Java 运行时环境（JRE）等必要的工具和库。确保 JDK 已正确安装并配置好环境变量，以便在命令行或 IDE 中能够正常使用 Java 相关命令。
3.3 其他辅助工具
****文档编辑器：****用于记录实验过程、回答思考题等，如 Microsoft Word、WPS 文字处理软件等。
****截图工具：****用于截取程序代码和运行结果图。
四、实验注意事项
4.1 代码编写规范
严格遵循 Java 的命名规范，类名、方法名、变量名等应具有明确的含义，采用驼峰命名法，增强代码的可读性。例如，类名首字母大写，方法名和变量名首字母小写。
注意代码的缩进和排版，保持代码的整洁和美观。一般来说，使用 4 个空格或一个制表符进行缩进，使代码结构清晰，易于理解和维护。
合理添加注释，对关键代码、复杂逻辑或重要步骤进行详细解释，方便自己和他人阅读代码。注释可以使用单行注释（//）或多行注释（/* ... */）。
4.2 输入输出处理
在读取输入时，要注意处理可能出现的异常情况，如输入格式错误、输入数据超出范围等。可以使用异常处理机制（try-catch 语句）来捕获和处理这些异常，避免程序因输入错误而崩溃。
输出结果时，要严格按照实验要求的格式进行输出，包括换行符、空格等的使用。例如，本题要求每个名字占一行输出，务必确保输出格式正确，否则可能导致测试不通过。
4.3 编译与运行
在编译 Java 程序之前，确保代码中没有语法错误。可以使用 IDE 提供的语法检查功能或通过命令行使用javac命令进行编译。如果编译过程中出现错误，仔细阅读错误信息，定位并修正代码中的问题。
运行程序时，要注意程序的运行环境和输入数据的正确性。可以使用不同的测试用例进行测试，确保程序在各种情况下都能正常运行并得到正确的结果。
4.4 资源管理
在使用Scanner等资源时，要注意及时关闭资源，避免资源泄漏。可以在程序结束时调用scanner.close()方法关闭Scanner对象。
对于使用的其他资源（如文件、网络连接等），同样要遵循资源管理的原则，在不再使用时及时释放资源，保证程序的性能和稳定性。
4.5 实验记录与提交
在实验过程中，要认真记录实验步骤、遇到的问题及解决方法等关键信息。这些记录有助于自己回顾和总结实验过程。
实验成果提交要确保代码截图清晰、源码规范，并对实验结果进行详细的分析和总结。
五、 思考题
1、Java 中的 List 集合有哪些常用实现类？它们之间的主要区别是什么？
2、当需要频繁进行元素的插入和删除操作时，应该选择 ArrayList 还是 LinkedList？为什么？
3、如何往 List 集合中添加元素？如何获取指定位置的元素？如何删除集合中的元素？
4、如何遍历一个 List 集合？请说出至少两种常用的遍历方式。
5、如何判断一个List集合是否包含某个元素？