Java学习笔记之ArrayList

0x00 概述

本文主要涉及Java知识点ArrayList类，并通过简易的学生管理系统进行练习。

0x01 ArrayList

1.1 ArrayList类概述

• 什么是集合

提供一种存储空间可变的存储模型，存储的数据容量可以发生改变

• ArrayList集合的特点

底层是数组实现的，长度可以变化

• 范型的使用

用于约束集合中存储元素的数据类型

1.2 ArrayList类常用方法

1.2.1 构造方法

1.2.2 成员方法 

1.2.3 示例代码 

package ArrayList;

import java.util.ArrayList;

public class ArrayList02 {
    public static void main(String[] args) {
        // 创建集合
        ArrayList<String> array = new ArrayList<String>();

        // 添加元素
        array.add("hello");
        array.add("world");
        array.add("java");
        array.add("hello");
        array.add("world");
        array.add("java");
        System.out.println("array: " + array);

        // public boolean remove(Object o): 删除指定元素，返回删除是否成功
        // System.out.println(array.remove("world"));
        // System.out.println(array.remove("javaee"));

        // 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(array.remove(0));

        // IndexOutOfBoundsException
        // System.out.println(array.remove(9));

        // public E set(int index, E element): 修改指定索引处的元素，返回被修改的元素
        // System.out.println(array.set(0, "javaee"));
        // IndexOutOfBoundsException
        // System.out.println(array.set(12, "javaee"));

        // public E get(int index): 返回指定索引处的元素
        System.out.println(array.get(0));
        System.out.println(array.get(2));
        System.out.println(array.get(4));
        System.out.println(array.get(5));

        // public int size(): 返回集合中元素的个数
        System.out.println(array.size());


        System.out.println("array: " + array);
    }
}

1.3 ArrayList存储字符串并遍历

需求： 创建一个存储字符串的集合，存储3个字符串元素，使用程序实现在控制台遍历该集合

示例

package ArrayList;
/*
      思路：
          1 创建集合对象
          2 往集合中添加字符串对象
          3 遍历集合，首先要能够获取到集合中的每一个元素与，通过get(int index)方法实现
          4 遍历集合，其次要能获取到集合的长度，通过size()方法实现
          5 遍历集合的通用格式
 */


import java.util.ArrayList;

public class ArrayListTest02 {
    public static void main(String[] args) {
        // 创建集合对象
        ArrayList<String> array = new ArrayList<String>();

        // 往集合中添加字符串对象
        array.add("刘正风");
        array.add("左冷禅");
        array.add("风清杨");

        // 遍集合，其次要能够获取到集合的长度，这个通过size()方法实现
        System.out.println(array.size());

        // 遍历集合的通用格式
        for (int i = 0; i < array.size(); i++) {
            String s = array.get(i);
            System.out.println(s);
        }
    }
}

  

1.4 ArrayList存储学生对象并遍历

需求：创建一个存储学生对象的集合，存储3个学生对象，使用程序实现在控制台遍历该集合

示例

package ArrayList;

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;
    }
}

package ArrayList;
/*
      思路：
          1 定义学生类
          2 创建集合对象
          3 创建学生对象
          4 添加学生对象到集合中
          5 遍历集合，采用通过遍历格式实现

 */

import java.util.ArrayList;

public class ArrayListTest03 {
    public static void main(String[] args) {

        // 创建集合对象
        ArrayList<Student> array = new ArrayList<Student>();

        // 创建学生对象
        Student s1 = new Student("Alice", 12);
        Student s2 = new Student("Bob", 13);
        Student s3 = new Student("Charlie", 14);

        // 添加学生对象到集合中
        array.add(s1);
        array.add(s2);
        array.add(s3);

        // 遍历集合，采用通用遍历合适实现
        for (int i = 0; i < array.size(); i++) {
            Student s = array.get(i);
            System.out.println(s.getName() + ", " + s.getAge());
        }
    }
}

1.5 ArrayList存储学生对象并遍历升级版

需求：创建一个存储学生对象的集合，存储3个学生对象，使用程序实现在控制台遍历该集合，学生的姓名和年龄来自键盘录入

示例

package com.student2;

/*
    学生类
    为了方便键盘录入，把学生类中的成员变量都定义为String类型
 */
public class Student {
    private String name;
    private String age;

    public Student() {
    }

    public Student(String name, String age) {
        this.name = name;
        this.age = age;
    }

    public String getName() {
        return name;
    }

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

    public String getAge() {
        return age;
    }

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

package com.student2;

import java.util.ArrayList;
import java.util.Scanner;

public class ArrayListTest {
    public static void main(String[] args) {
        // 创建集合对象
        ArrayList<Student> array = new ArrayList<Student>();

        // 为了提供代码的复用性，我们使用方法来改进程序
        addStudent(array);
        addStudent(array);
        addStudent(array);

        // 遍历集合，采用通过遍历格式实现
        for (int i = 0; i < array.size(); i++) {
            Student s = array.get(i);
            System.out.println(s.getName() + ", " + s.getAge());
        }
    }

    public static void addStudent(ArrayList<Student> array) {
        // 键盘录入学生信息
        Scanner sc = new Scanner(System.in);

        System.out.println("请输入学生姓名： ");
        String name = sc.nextLine();

        System.out.println("请输入学生年龄： ");
        String age = sc.nextLine();

        // 创建学生对象，把键盘录入的信息赋值给学生对象的成员变量
        Student s = new Student();
        s.setName(name);
        s.setAge(age);

        // 往集合中添加学生对象
        array.add(s);
    }
}

  

0x02 基于ArrayList实现学生管理系统

2.1 学生管理系统实现步骤

需求：

• 添加学生：通过键盘录入学生信息，将学生添加到学生集合
• 删除学生：通过键盘录入要删除学生的学号，将该学生对象从集合中删除
• 修改学生：通过键盘录入要修改学生的学号，将该学生对象中的信息进行修改
• 查看学生：将集合中所有的学生信息进行展示
• 退出系统：结束程序

实现步骤：

1. 定义学生类，包含以下成员变量（为方便录入，成员变量类型均为String）

private String sid           //学生id
private String name       //学生姓名
private String age         // 学生年龄
private String address   //学生所在地

2. 学生管理系统主界面的搭建步骤

• 用输出语句完成主界面的编写
• 用Scanner实现键盘输入
• 用Switch语句完成语句选择功能
• 用循环完成功能结束后再次回到主页面 

3. 学生管理系统的添加学生功能实现步骤

• 定义一个方法，接收ArrayList集合
• 方法内完成添加学生功能
• 键盘录入学生信息
• 根据录入信息创建学生对象
• 将学生对象添加到集合中
• 提示添加成功信息
• 在添加学生的选项里调用添加学生的方法

4. 学生管理系统的查看学生功能实现步骤

• 定义一个方法，接收ArrayList集合
• 方法内遍历集合，将学生信息输出
• 在查看所有学生选项里调用查看学生方法

5. 学生管理系统的删除学生功能实现步骤

• 定义一个方法，接收ArrayList集合
• 方法中接收要删除学生的学号
• 遍历集合，获取每个学生对象
• 使用学生对象的学号和录入的要删除的学号进行对比，如果相同，则从当前集合中删除该学生对象
• 在删除学生选项里调用删除学生方法

6. 学生管理系统的修改学生功能实现步骤

• 定义一个方法，接收ArrayList集合
• 方法中接收要修改学生的学号
• 通过键盘录入学生对象所需的信息，并创建对象
• 遍历集合，获取每个学生对象，并和录入的修改学生学号进行比较，如果相同，则使用新学生对象替换当前学生对象
• 在修改学生选项中调用修改学生的方法

2.2 学生类的定义 

package com.Student3;

public class Student {
    // 学号
    private String sid;
    // 姓名
    private String name;
    // 年龄
    private String age;
    // 居住地
    private String address;

    public Student() {
    }

    public Student(String sid, String name, String age, String address) {
        this.sid = sid;
        this.name = name;
        this.age = age;
        this.address = address;
    }

    public String getSid() {
        return sid;
    }

    public void setSid(String sid) {
        this.sid = sid;
    }

    public String getName() {
        return name;
    }

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

    public String getAge() {
        return age;
    }

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

    public String getAddress() {
        return address;
    }

    public void setAddress(String address) {
        this.address = address;
    }
}

2.3 测试类的定义

package com.Student3;

import java.util.ArrayList;
import java.util.Scanner;

public class StudentManager {
    /*
        1 用输出语句打印主页面的选项
        2 用Scanner实现键盘录入
        3 用switch语句完成操作的选择
        4 用循环完成再次回到主页面
     */
    public static void main(String[] args) {
        // 创建集合对象，用于保存学生数据
        ArrayList<Student> arr = new ArrayList<Student>();

        // 用循环完成再次回到主页面
        while (true) {
            // 用输出语句打印主页面
            System.out.println("--------欢迎来到学生管理系统------------");
            System.out.println("1 添加学生");
            System.out.println("2 删除学生");
            System.out.println("3 修改学生");
            System.out.println("4 查看所有学生");
            System.out.println("5 退出");
            System.out.println("清输入你的选择 >> ");

            Scanner sc = new Scanner(System.in);
            String choice = sc.nextLine();

            switch (choice) {
                case "1":
                    addStudent(arr);
                    break;
                case "2":
                    deleteStudent(arr);
                    break;
                case "3":
                    updateStudent(arr);
                    break;
                case "4":
                    findAllStudent(arr);
                    break;
                case "5":
                    System.out.println("谢谢使用，再见～");
                    System.exit(0); // JVM退出，程序结束
            }
        }
    }

    // 添加学生信息
    public static void addStudent(ArrayList<Student> arr) {
        // 键盘录入学生信息
        Scanner sc = new Scanner(System.in);

        String sid;

        while (true) {
            System.out.println("请输入学生学号：");
            sid = sc.nextLine();

            boolean flag = isUsed(arr, sid);
            if (flag) {
                System.out.println("您输入的学号已被占用，清重新输入 >> ");
            } else {
                break;
            }
        }

        System.out.println("请输入学生姓名：");
        String name = sc.nextLine();

        System.out.println("请输入学生年龄：");
        String age = sc.nextLine();

        System.out.println("请输入学生所在地： ");
        String address = sc.nextLine();

        // 创建学生对象
        Student s = new Student();
        s.setSid(sid);
        s.setName(name);
        s.setAge(age);
        s.setAddress(address);

        // 将学生对象添加到集合中
        arr.add(s);

        // 给出添加成功提示
        System.out.println("添加学生成功");
    }

    // 判断学号是否被使用
    public static boolean isUsed(ArrayList<Student> arr, String sid) {
        // 输入的学号和集合中的学生学号相同，返回true，不相同，返回false
        boolean flag = false;

        for (int i = 0; i < arr.size(); i++) {
            Student s = arr.get(i);
            if (sid.equals(s.getSid())) {
                flag = true;
                break;
            }
        }
        return flag;
    }

    // 查看学生信息
    public static void findAllStudent(ArrayList<Student> arr) {
        if (arr.size() == 0) {
            System.out.println("暂无学生信息，请先添加信息再查询。");
            // 退出该方法
            return;
        }
        // 显示表头信息   \t 是一个tab键
        System.out.println("学号\t\t\t姓名\t\t\t年龄\t\t\t居住地");

        // 将集合中数据取出来按照格式显示
        for (int i = 0; i < arr.size(); i++) {
            Student s = arr.get(i);
            System.out.println(s.getSid() + "\t\t\t" + s.getName() + "\t\t\t" + s.getAge() + "\t\t\t" + s.getAddress());
        }
    }

    // 删除学生信息
    public static void deleteStudent(ArrayList<Student> arr) {
        // 键盘录入要删除的学生的学号
        Scanner sc = new Scanner(System.in);

        System.out.println("请输入要删除学生的学号： ");
        String sid = sc.nextLine();

        /*
            在删除操作前，需要确认学号是否存在
            如果不存在，显示提示信息
            如果存在，执行删除
         */
        int index = -1;
        for (int i = 0; i < arr.size(); i++) {
            Student s = arr.get(i);
            if (sid.equals(s.getSid())) {
                index = i;
                break;
            }
        }

        if (index == -1) {
            System.out.println("该学生学号不存在，清重新输入： ");
        } else {
            arr.remove(index);
            // 给出删除成功提示
            System.out.println("删除学生成功");
        }
    }

    // 修改学生信息
    public static void updateStudent(ArrayList<Student> arr) {
        // 键盘录入学生学号
        Scanner sc = new Scanner(System.in);

        System.out.println("请输入要修改的学生学号： ");
        String sid = sc.nextLine();

        // 键盘录入要修改的学生信息
        System.out.println("请输入学生姓名： ");
        String name = sc.nextLine();
        System.out.println("请输入学生年龄： ");
        String age = sc.nextLine();
        System.out.println("请输入学生所在地： ");
        String address = sc.nextLine();

        // 根据输入的信息，创建新的学生对象
        Student s = new Student();
        s.setSid(sid);
        s.setName(name);
        s.setAge(age);
        s.setAddress(address);

        // 遍历集合修改对应的学生信息
        for (int i = 0; i < arr.size(); i++) {
            Student s_tmp = arr.get(i);
            if (sid.equals(s_tmp.getSid())) {
                arr.set(i, s);
            }
        }
        // 给出修改成功提示
        System.out.println("修改学生成功");
    }
}