《Scala编程》课程作业

第一题、百元喝酒

作业要求：每瓶啤酒2元，3个空酒瓶或者5个瓶盖可换1瓶啤酒。100元最多可喝多少瓶啤酒？（不允许借啤酒）

思路：利用递归算法，一次性买完，然后递归算出瓶盖和空瓶能换的啤酒数

/**
 * @author DOUBLEXI
 * @date 2021/8/17 15:33
 * @description
 *
 * 作业要求：每瓶啤酒2元，3个空酒瓶或者5个瓶盖可换1瓶啤酒。100元最多可喝多少瓶啤酒？
 * （不允许借啤酒）思路：利用递归算法，一次性买完，然后递归算出瓶盖和空瓶能换的啤酒数
 */
object HundredBeer {
  /**
   * @param sumBeers  啤酒总数
   * @param bottle    剩余空瓶子数量
   * @param cap       剩余啤酒盖数量
   * @return  返回总啤酒总数
   */
  def beer(sumBeers: Int, bottle: Int, cap: Int): Int = {
    println(s"啤酒总数：$sumBeers，剩余空瓶子：$bottle，剩余啤酒盖：$cap")
    // 递归边界条件
    if (bottle < 3 && cap < 5) return sumBeers
    var b1 = bottle / 3       // 现有空瓶子能够兑换的啤酒数
    var b2 = bottle % 3       // 空瓶子兑换啤酒后，剩余的空瓶子
    var c1 = cap / 5          // 现有啤酒盖能够兑换的啤酒数
    var c2 = cap % 5          // 啤酒盖兑换啤酒后，剩余的空瓶子
    /*
    上面一顿兑换操作后，啤酒总数为：b1 + c1 + sumBeers
    剩余的空瓶子总数为：b1 + c1 + b2
    剩余的啤酒盖总数为：b1 + c1 + c2
    继续递归兑换
     */
    beer(b1 + c1 + sumBeers, b1 + c1 + b2, b1 + c1 + c2)
  }

  def main(args: Array[String]): Unit = {
    var sumBeers: Int = 100 / 2         // 初始化啤酒总数
    var bottle, cap : Int = sumBeers    // 初始化空瓶子数=啤酒盖数=啤酒总数
    val beers = beer(sumBeers, bottle, cap)   // 递归求能够喝到的啤酒总数
    println(s"100元最多可以喝$beers 瓶啤酒")
  }
}

运行结果如下：

第二题、人机猜拳

    1.1 作业需求

        1. 选取对战角色

        2. 开始对战，用户出拳，与对手进行比较，提示胜负信息

        3. 猜拳结束算分，平局都加一分，获胜加二分，失败不加分

        4 . 循环对战，当输入“n”时，终止对战，并显示对战结果

        5. 游戏结束后显示得分

如下图所示：

1.2 作业分析

分析业务逻辑，抽象出类、类的属性和方法，如下：

    1. 创建用户类User，定义类的属性（name，score）和类的方法（showFist())

    2. 创建计算机类Computer，定义类的属性（name，score）和类的方法（showFist())

    3. 实现计算机随机出拳

    4. 创建游戏类Game，定义类的属性（甲方玩家、乙方玩家、对战次数）

    5. 编写初始化方法、游戏开始方法

1、编写用户类User

/**
 * @author DOUBLEXI
 * @date 2021/8/17 16:45
 * @description
 */
/**
 * 用户类User
 * @param name  用户名
 * @param score 用户得分
 */
class User(var name: String, var score: Int) {
  var draw: Int = 0   // 平局数
  var defeat: Int = 0   // 败局数
  var victory: Int = 0  // 胜局数

  // 让用户自己出拳，输入1.剪刀 2.石头  3.布
  def showFist(): Int = {
    var fist = scala.io.StdIn.readInt()
    while (fist != 1 && fist != 2 && fist != 3) {
      println("输入不合法，请重新输入！！！")
      fist = scala.io.StdIn.readInt()
    }
    return fist
  }

}

2、编写电脑类Computer

/**
 * @author DOUBLEXI
 * @date 2021/8/17 17:09
 * @description
 */
/**
 * 电脑类
 * @param name  电脑名字
 * @param score 电脑得分
 */
class Computer(var name: String, var score: Int) {
  var draw: Int = 0     // 电脑平局数
  var defeat: Int = 0   // 电脑败局数
  var victory: Int = 0  // 电脑胜局数

  /**
   * 随机出拳，1-3
   * @return 返回一个1-3的数字
   */
  def showFist(): Int = {
    scala.util.Random.nextInt(3) + 1
  }

}

3、编写游戏类Game

/**
 * @author DOUBLEXI
 * @date 2021/8/17 17:11
 * @description
 */
/**
 * 游戏类
 */
class Game {
  var user: User = _            // 定义玩家
  var computer: Computer = _    // 定义电脑
  var battleNum: Int = _        // 定义对战次数

  /**
   * 游戏初始化方法
   */
  def gameInit(): Unit = {
    val motd =
      """
------------------欢迎进入游戏世界-----------------
**************************************
**************猜拳开始*****************
**************************************
        """.stripMargin
    println(motd)                                         // 打印游戏欢迎信息
    println("请选择对战角色：(1.刘备  2.关羽  3.张飞)")       // 用户选择电脑的角色
    var roleNum = scala.io.StdIn.readInt()
    while (roleNum != 1 && roleNum != 2 && roleNum != 3) {
      println("没有这个选项，请重新输入！")
      roleNum = scala.io.StdIn.readInt()
    }
    val battleRole = roleNum match {
      case 1 => "刘备"
      case 2 => "关羽"
      case 3 => "张飞"
    }
    println(s"你选择了与${battleRole}对战")
    user = new User("游客", 0)              // 初始化玩家信息
    computer = new Computer(s"$battleRole", 0)  // 初始化电脑信息
    battleNum = 0                                           // 初始化对战信息
  }

  /**
   * 游戏主程，游戏开始方法
   * 循环对战，直到输入n终止
   */
  def startGame(): Unit = {
    var isExist = false
    var isStartNext: Char = 'y'
    // 循环对战
    while (!isExist) {
      battleNum += 1;                                     // 对战次数+1
      // 玩家出拳
      println("请出拳！1.剪刀 2.石头  3.布")
      var userFist = user.showFist()
      userFist match {
        case 1 => println("你出拳：剪刀")
        case 2 => println("你出拳：石头")
        case 3 => println("你出拳：布")
      }
      // 电脑出拳
      println(s"${computer.name}出拳！")
      var computerFist = computer.showFist()
      computerFist match {
        case 1 => println(s"${computer.name}出拳：剪刀")
        case 2 => println(s"${computer.name}出拳：石头")
        case 3 => println(s"${computer.name}出拳：布")
      }
      // 调用judge方法，判断胜负
      judge(userFist, computerFist)
      // 根据用户输入判断是否开启下一轮游戏，n退出
      println("是否开始下一轮(y / n)")
      isStartNext = scala.io.StdIn.readChar()
      while (isStartNext != 'n' && isStartNext != 'N' && isStartNext != 'Y' && isStartNext != 'y') {
        println("您的输入不正确，请重新输入！")
        isStartNext = scala.io.StdIn.readChar()
      }
      if (isStartNext =='n'|| isStartNext == 'N') isExist = true
    }
    println("退出游戏！")
    // 打印得分成绩
    echoResult
  }

  /**
   * 判断猜拳胜负
   * @param userFist  用户出拳
   * @param computerFist  电脑出拳
   */
  def judge(userFist: Int, computerFist: Int): Unit = {
    val judgeNum = userFist match {
      case 1 => if (computerFist == 1)  0 else if (computerFist == 2) -1 else  1
      case 2 => if (computerFist == 1)  1 else if (computerFist == 2)  0 else  -1
      case 3 => if (computerFist == 1)  -1 else if (computerFist == 2) 1 else  0
    }

    if (judgeNum == 0) {
      println("结果：和局！ 下次继续努力！")
      user.score += 1
      user.draw += 1
      computer.score += 1
      computer.draw += 1
    } else if (judgeNum == 1) {
      println("结果：恭喜，你赢啦！")
      user.score += 2
      user.victory += 1
      computer.defeat += 1
    } else {
      println("结果：你输了，下次继续努力！")
      user.defeat += 1
      computer.victory += 1
    }
  }

  /**
   * 打印得分成绩
   */
  def echoResult(): Unit = {
    println("---------------------------------------------------------")
    println(s"${user.name} VS ${computer.name}")
    println(s"对战次数${battleNum}次")
    println()
    println()
    println("姓名\t等分\t胜局\t和局\t负局")
    println(s"${user.name}\t${user.score}\t\t${user.victory}\t\t${user.draw}\t\t${user.defeat}")
    println(s"${computer.name}\t${computer.score}\t\t${computer.victory}\t\t${computer.draw}\t\t${computer.defeat}")
  }
}

/**
 * 游戏主程入口
 */
object Game {
  def main(args: Array[String]): Unit = {
    val game = new Game             // 定义一个游戏对象
    game.gameInit()                 // 游戏初始化
    println("要开始么？y/n")
    var isStart = scala.io.StdIn.readChar()
    while (isStart != 'Y' && isStart != 'y' && isStart != 'n' && isStart != 'N') {
      println("没有这个选项，请重新输入！")
      isStart = scala.io.StdIn.readChar()
    }
    // 开始游戏
    if (isStart == 'Y' || isStart == 'y') game.startGame
  }
}

运行结果如下：

不合法输入：

打印得分：

第三题、用户位置时长统计

现有如下数据需要处理：

    字段：用户ID，位置ID，开始时间，停留时长（分钟）

4行样例数据：

UserA,LocationA,8,60

UserA,LocationA,9,60

UserB,LocationB,10,60

UserB,LocationB,11,80

样例数据中的数据含义是：用户UserA，在LocationA位置，从8点开始，停留了60钟

处理要求：

    1、对同一个用户，在同一个位置，连续的多条记录进行合并

    2、合并原则：开始时间取最早时间，停留时长累计求和

答：算法如下：

1、定义一个样例类，用于存储每个用户的浏览数据

/**
 * 定义一个样例类：装载用户时长数据
 * @param userName  用户名
 * @param location  用户位置
 * @param startTime 用户开始浏览时间
 * @param duration  用户本次浏览时长
 */
case class UserInfo(userName:String, location:String, startTime:Int, duration:Int)

2、在object主程序里，定义一个列表，用于存储各个用户的浏览信息。

// 定义一个列表，装载各个用户的时长数据
val userInfoList:List[UserInfo]  = List(
  UserInfo("UserA", "LocationA", 8, 60),
  UserInfo("UserA", "LocationA", 9, 60),
  UserInfo("UserB", "LocationB", 10, 60),
  UserInfo("UserB", "LocationB", 11, 80)
)

3、接下来就是要对该用户浏览信息的列表数据做处理。

这里使用scala的算子来作数据处理。

因为要对同一个用户、同一个位置的多条记录做合并，所以用到groupby算子，把这两个字段提出来作为一个key，然后把数据做聚合

// 因为要对同一个用户，同一个位置的数据做合并，所以把这两个字段提出来，一起作为key聚合
val userMap = userInfoList.groupBy(t=>t.userName + ',' + t.location)
println(s"userMap: $userMap")

聚合后userMap数据为：

userMap: Map(UserB,LocationB -> List(UserInfo(UserB,LocationB,10,60), UserInfo(UserB,LocationB,11,80)), UserA,LocationA -> List(UserInfo(UserA,LocationA,8,60), UserInfo(UserA,LocationA,9,60)))

对聚合后的数据，按照startTime排序，方便后面取最早的时间

// 对聚合后的数据，按照startTime排序
val orderByUserMap = userMap.mapValues(t => t.sortBy(x=>x.startTime))
println(s"orderByUserMap: $orderByUserMap")

排完序后的数据为：

orderByUserMap: Map(UserB,LocationB -> List(UserInfo(UserB,LocationB,10,60), UserInfo(UserB,LocationB,11,80)), UserA,LocationA -> List(UserInfo(UserA,LocationA,8,60), UserInfo(UserA,LocationA,9,60)))

取得最早的时间，并统计浏览时长之和

var firstTime = 0

// totalMap: Map(UserB,LocationB -> 140, UserA,LocationA -> 120)
val totalMap = orderByUserMap.mapValues( t => {
  // 将相同用户、相同位置下，最早的时间的作为firstTime
  firstTime = t.head.startTime
  // 时长字段相加，并作为totalMap的value返回
  var sum = t.map(x=> x.duration).sum
  sum
})
println(s"totalMap: $totalMap")

统计完的结果map如下：

totalMap: Map(UserB,LocationB -> 140, UserA,LocationA -> 120)

最后，再重新组合，打印最终结果数据：

// 重新组合数据，打印最终结果
/**
 * datas就是totalMap的key，也就是(userName,location)
 * sumTIme就是totalMap的value，也就是上面统计的sum
 */
totalMap.foreach{
  case (datas, sumTime) => println(s"$datas,$firstTime,$sumTime")
}

最终结果如下：

UserB,LocationB,10,140
UserA,LocationA,8,120

合并总的程序如下：

/**
 * @author DOUBLEXI
 * @date 2021/8/18 15:16
 * @description
 */

/**
 * 定义一个样例类：装载用户时长数据
 * @param userName  用户名
 * @param location  用户位置
 * @param startTime 用户开始浏览时间
 * @param duration  用户本次浏览时长
 */
case class UserInfo(userName:String, location:String, startTime:Int, duration:Int)

object UserLocationDurationCount {
  def main(args: Array[String]): Unit = {
    // 定义一个列表，装载各个用户的时长数据
    val userInfoList:List[UserInfo]  = List(
      UserInfo("UserA", "LocationA", 8, 60),
      UserInfo("UserA", "LocationA", 9, 60),
      UserInfo("UserB", "LocationB", 10, 60),
      UserInfo("UserB", "LocationB", 11, 80)
    )

    // 因为要对同一个用户，同一个位置的数据做合并，所以把这两个字段提出来，一起作为key聚合
    val userMap = userInfoList.groupBy(t=>t.userName + ',' + t.location)
    println(s"userMap: $userMap")
    // 对聚合后的数据，按照startTime排序
    val orderByUserMap = userMap.mapValues(t => t.sortBy(x=>x.startTime))
    println(s"orderByUserMap: $orderByUserMap")

    var firstTime = 0

    // totalMap: Map(UserB,LocationB -> 140, UserA,LocationA -> 120)
    val totalMap = orderByUserMap.mapValues( t => {
      // 将相同用户、相同位置下，最早的时间的作为firstTime
      firstTime = t.head.startTime
      // 时长字段相加，并作为totalMap的value返回
      var sum = t.map(x=> x.duration).sum
      sum
    })
    println(s"totalMap: $totalMap")

    // 重新组合数据，打印最终结果
    /**
     * datas就是totalMap的key，也就是(userName,location)
     * sumTIme就是totalMap的value，也就是上面统计的sum
     */
    totalMap.foreach{
      case (datas, sumTime) => println(s"$datas,$firstTime,$sumTime")
    }
  }
}

运行结果如下：