自学Java之day07_Scanner类丶Random类丶ArrayList类（单列集合）

API概念

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/变量

引用类型使用步骤

类属于引用类型中的一种，所以使用步骤符合引用类型使用步骤。

1：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。如果需要使用的目标类，和当前类位于同一个包下，则可以省略导包语句不写。
格式：

例如：

java.util.Scanner;

2：创建对象

使用该类的构造方法，创建一个该类的对象。
格式：

例如：

Scanner sc = new Scanner(System.in);

3：使用

调用该类的成员方法，完成指定功能。
格式：

• 变量名.方法名(参数列表);

例如：

int i = sc.nextInt(); // 接收一个键盘录入的整数

调用该类的成员变量，获取指定的数据
格式：

• 变量名.成员变量名

Scanner类

Scanner类的使用步骤

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。获取键盘输入的一个int数字
• public String next()：将输入信息的下一个标记扫描为一个 int 值。获取键盘输入的一个字符串

代码演示

package demo01;

import java.util.Scanner;

public class Demo01Scanner {

    /*
    题目：
    键盘输入三个int数字，然后求出其中的最大值。

    思路：
    1. 既然是键盘输入，肯定需要用到Scanner
    2. Scanner三个步骤：导包、创建、使用nextInt()方法
    3. 既然是三个数字，那么调用三次nextInt()方法，得到三个int变量
    4. 无法同时判断三个数字谁最大，应该转换成为两个步骤：
        4.1 首先判断前两个当中谁最大，拿到前两个的最大值
        4.2 拿着前两个中的最大值，再和第三个数字比较，得到三个数字当中的最大值
    5. 打印最终结果
     */

    public static void main(String[] args) {
        // 备注：System.in代表从键盘进行输入
        Scanner sc = new Scanner(System.in);
        // 获取键盘输入的int数字
        System.out.println("请输入第一个数字：");
        int a = sc.nextInt();
        System.out.println("请输入第二个数字：");
        int b = sc.nextInt();
        System.out.println("请输入第三个数字：");
        int c = sc.nextInt();

        // 首先得到前两个数字当中的最大值
        int temp = a > b ? a : b;
        int max = temp > c ? temp : c;
        System.out.println("最大值是：" + max);
    }

}

代码执行后的结果

匿名对象

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：

 

例如：

new Scanner(System.in)

应用场景

• 如果确定有一个对象只需要使用唯一的一次，就可以用匿名对象，简化代码。例如：匿名对象调用方法

new Scanner(System.in).nextInt();

• 匿名对象可以作为方法的参数和返回值

作为参数：

package demo01;

import java.util.Scanner;

public class AnonymousTest {
    public static void main(String[] args) {

        //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

package demo01;

import java.util.Scanner;

public class AnonymousTest {
    public static void main(String[] args) {
        //调用方法获取Scanner对象
        Scanner input = input();

    }

    public static Scanner input() {
        //匿名对象作为方法的返回值
        return new Scanner(System.in);
    }
}

注意事项：

• 匿名对象只能使用唯一的一次，下次再用不得不再创建一个新对象。使用建议：如果确定有一个对象只需要使用唯一的一次，就可以用匿名对象。

Random类

• Random类的实例用于生成伪随机数。

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
• public int nextInt()：返回一个伪随机数，范围在int取值范围之间

代码演示

package demo03;

import java.util.Random;
import java.util.Scanner;

/*
题目：
用代码模拟猜数字的小游戏。

思路：
1. 首先需要产生一个随机数字，并且一旦产生不再变化。用Random的nextInt方法
2. 需要键盘输入，所以用到了Scanner
3. 获取键盘输入的数字，用Scanner当中的nextInt方法
4. 已经得到了两个数字，判断（if）一下：
    如果太大了，提示太大，并且重试；
    如果太小了，提示太小，并且重试；
    如果猜中了，游戏结束。
5. 重试就是再来一次，循环次数不确定，用while(true)。
 */
public class Demo04RandomGame {

    public static void main(String[] args) {
        Random r = new Random();
        int randomNum = r.nextInt(100) + 1; // [1,100]
        Scanner sc = new Scanner(System.in);

        while (true) {
            System.out.println("请输入你猜测的数字：");
            int guessNum = sc.nextInt(); // 键盘输入猜测的数字

            if (guessNum > randomNum) {
                System.out.println("太大了，请重试。");
            } else if (guessNum < randomNum) {
                System.out.println("太小了，请重试。");
            } else {
                System.out.println("恭喜你，猜中啦！");
                break; // 如果猜中，不再重试
            }
        }

        System.out.println("游戏结束。");
    }

}

前言

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。

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。

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：

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:

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：

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

查看成员方法

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。

代码演示

package demo04;

import java.util.ArrayList;

/*
数组的长度不可以发生改变。
但是ArrayList集合的长度是可以随意变化的。
对于ArrayList来说，有一个尖括号<E>代表泛型。
泛型：也就是装在集合当中的所有元素，全都是统一的什么类型。
注意：泛型只能是引用类型，不能是基本类型。
 */
public class ArrayTest {
    public static void main(String[] args) {
        /*
        创建了一个ArrayList集合，集合的名称是list，里面装的全都是String字符串类型的数据
        备注：从JDK 1.7+开始，右侧的尖括号内部可以不写内容，但是<>本身还是要写的。
         */
        ArrayList<String> list = new ArrayList<>();
        /*
        对于ArrayList集合来说，直接打印集合名称得到的不是地址值，而是内容。
          如果内容是空，得到的是空的中括号：[]
         */
        //打印集合名称，查看集合中的内容
        System.out.println(list);

        //public boolean add(E e)：向集合当中添加元素，参数的类型和泛型一致。返回值代表添加是否成功。
        list.add("高圆圆");
        list.add("赵又廷");
        list.add("李小璐");
        list.add("贾乃亮");
        //打印集合名称，查看集合中的内容
        System.out.println(list);

        // public E get(int index)：从集合当中获取元素，参数是索引编号，返回值就是对应位置的元素。
        System.out.println("第2号索引位置：" + list.get(2));

        // public E remove(int index)：从集合当中删除元素，参数是索引编号，返回值就是被删除掉的元素。
        System.out.println("被删除的人是：" + list.remove(0));

        //public int size()：获取集合的尺寸长度，返回值是集合中包含的元素个数。
        System.out.println("集合的长度是：" + list.size());

        //打印集合名称，查看集合中的内容
        System.out.println(list);
    }
}

代码执行后的结果

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：

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

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

注意：

从JDK 1.5+开始，支持自动装箱、自动拆箱。

• 自动装箱：基本类型 --> 包装类型
• 自动拆箱：包装类型 --> 基本类型

ArrayList练习

对象添加到集合

• 自定义4个学生对象,添加到集合,并遍历

定义学生对象

package demo05;

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;
    }

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

    public int getAge() {
        return age;
    }

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

定义实现类

package demo05;

import java.util.ArrayList;

/*
题目：
自定义4个学生对象，添加到集合，并遍历。

思路：
1. 自定义Student学生类，四个部分。
2. 创建一个集合，用来存储学生对象。泛型：<Student>
3. 根据类，创建4个学生对象。
4. 将4个学生对象添加到集合中：add
5. 遍历集合：for、size、get
 */
public class Demo02ArrayListStudent {

    public static void main(String[] args) {
        ArrayList<Student> list = new ArrayList<>();

        Student one = new Student("洪七公", 20);
        Student two = new Student("欧阳锋", 21);
        Student three = new Student("黄药师", 22);
        Student four = new Student("段智兴", 23);

        list.add(one);
        list.add(two);
        list.add(three);
        list.add(four);

        // 遍历集合
        for (int i = 0; i < list.size(); i++) {
            Student stu = list.get(i);
            System.out.println("姓名：" + stu.getName() + "，年龄" + stu.getAge());
        }
    }

}

代码执行后的结果

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) 

代码实现

package demo05;

import java.util.ArrayList;
import java.util.Random;

/*
题目：
用一个大集合存入20个随机数字，然后筛选其中的偶数元素，放到小集合当中。
要求使用自定义的方法来实现筛选。

分析：
1. 需要创建一个大集合，用来存储int数字：<Integer>
2. 随机数字就用Random nextInt
3. 循环20次，把随机数字放入大集合：for循环、add方法
4. 定义一个方法，用来进行筛选。
筛选：根据大集合，筛选符合要求的元素，得到小集合。
三要素
返回值类型：ArrayList小集合（里面元素个数不确定）
方法名称：getSmallList
参数列表：ArrayList大集合（装着20个随机数字）
5. 判断（if）是偶数：num % 2 == 0
6. 如果是偶数，就放到小集合当中，否则不放。
 */
public class Demo04ArrayListReturn {

    public static void main(String[] args) {
        // 创建ArrayList 对象
        ArrayList<Integer> bigList = new ArrayList<>();
        // 创建Random 对象
        Random r = new Random();
        // 添加随机数到集合
        for (int i = 0; i < 20; i++) {
            int num = r.nextInt(100) + 1; // 1~100
            bigList.add(num);
        }

        ArrayList<Integer> smallList = getSmallList(bigList);

        System.out.println("偶数总共有多少个：" + smallList.size());
        for (int i = 0; i < smallList.size(); i++) {
            System.out.println(smallList.get(i));
        }
    }

    // 这个方法，接收大集合参数，返回小集合结果
    public static ArrayList<Integer> getSmallList(ArrayList<Integer> bigList) {
        // 创建一个小集合，用来装偶数结果
        ArrayList<Integer> smallList = new ArrayList<>();
        for (int i = 0; i < bigList.size(); i++) {
            int num = bigList.get(i);
            if (num % 2 == 0) {
                smallList.add(num);
            }
        }
        return smallList;
    }

}

代码执行后的结果