面向对象案例 - 学生信息管理系统V1.0

学生管理系统项目【所有知识点整合】

1. 学生管理系统项目

尝试完成以下功能
	实体类:
		学生类:
			id, 姓名，年龄，性别，成绩
	需要使用数组保存学生信息
		Student[] allStu
	需要完成的方法
		1. 根据学生的ID，找到对应的学生对象【完成】
		2. 完成方法，添加新学生
		3. 完成方法，删除指定ID的学生
		4. 完成方法，展示数组中所有的学生信息
		5. 根据学生成绩，完成降序排序

1.1 包结构划分

包名规范：
	1. 所有的单词全部小写
	2. 不同的单词直接使用 . 隔开
	3. 包结构其实对应的就是一个真实的目录结构

包结构的使用是为了在开发中让代码结构更加明确，更好管理，会慢慢接触到MVC设计模式。
	MVC ==> Model Viewer Controller

目前学生管理系统需要的包【目前功能所需】
	实体类 : 所有的实体类都会在一个包下
	管理类 : 需要一个管理类来管理学生操作【核心】,需要一个包
	主方法类 : 主方法
	测试类: 测试功能，养成习惯，对于代码中的功能，写一个测试一个，今天会到用@Test

包名：
	com.qfedu.student.system
		--| entity 实体类包
		--| manager  管理类包
		--| mainproject 主方法所在包
		--| testsystem 测试类

1.2 学生实体类

package com.qfedu.student.system.entity;

/**
 * 学生实体类
 *
 * @author Anonymous
 *
 */
public class Student {
	private int id;
	private String name;
	private int age;
	private char gender;
	private int score;

	public Student() {}

	public Student(int id, String name, int age, char gender, int score) {
		super();
		this.id = id;
		this.name = name;
		this.age = age;
		this.gender = gender;
		this.score = score;
	}

	public int getId() {
		return id;
	}

	public void setId(int id) {
		this.id = id;
	}

	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 char getGender() {
		return gender;
	}

	public void setGender(char gender) {
		this.gender = gender;
	}

	public int getScore() {
		return score;
	}

	public void setScore(int score) {
		this.score = score;
	}

	/**
	 * 使用System.out.println打印展示Student类对象时
	 * 是直接自动调用toString方法，展示该方法返回String字符串内容
	 */
	@Override
	public String toString() {
		return "Student [id=" + id + ", name=" + name + ", age=" + age + ", gender=" + gender + ", score=" + score
				+ "]";
	}
}

1.3 管理类功能分析

管理类:
	1. 数据的保存
	2. 数据处理
		CRUD 增删改查

数据的保存
	明确使用的是一个Student类型的数据
	Student[] allStus;
	问题:
		成员变量
			使用一个成员变量数组来保存对应的数据，所有的内容都依赖于类对象的操作
			来完成，而且每一个管理类对象中保存的数据都是不一样的。
			目前的不一样，是为了更好的复用性，后来的数据一样，是为了数据的统一性
		静态成员变量
			不关有多少个类对象，当前数据有且只有一份！！！
			复用问题！！！

当前管理类
	功能后期是考虑复用的！！！
	不管是数据的存储方式，数据的处理方式，都要需要考虑满足多种情况，多种方式。

1.4 管理类构造方法

	因为当前管理类内的成员变量是一个数组，当前构造方法需要对于保存学生信息的数组进行初始化操作。
	1. 传入参数是一个学生数组 【不行】
	2. 传入参数是一个数组容量 √

	传入一个数组，操作性，包括安全性都是存在一定的隐患。操作性较差，用户需要提供真实管理数据的空间，繁琐，引用指向有可能导致数据丢失。
	传入一个数组容量，用户操作自由度更高！！！方便！！！快捷！！！省心省事！！！

要求传入的参数是一个数组容量，有没有要求???
	1. int
	2. 非负
	3. int类型的最大值
		【补充】Java中数组容量范围是在int范围以内，要求数组容量不得超出int范围
		Integer.MAX_VALUE - 8 为什么-8后面解释！！！

构造方法这里提供两种
	1. 无参数构造方法
		用户不用指定容量，我们给予用户一个初始化容量使用
	2. 有参数构造方法
		用户指定底层数组容量，要求数据在合理范围以内

1.5 构造方法完成和成员变量补充

package com.qfedu.student.system.manager;

import com.qfedu.student.system.entity.Student;

public class StudentManager {
	/**
	 * 私有化保存学生信息的数组，对外不能公开，有且只针对于当前管理类使用
	 * 初始化为null
	 */
	private Student[] allStus = null;

	/**
	 * DEFAULT_CAPACITY 默认容量，这里是一个带有名字的常量
	 */
	private static final int DEFAULT_CAPACITY = 10;

	/**
	 * 数组最大容量，是int类型最大值 - 8
	 * -8等我给你讲
	 */
	private static final int MAX_ARRAY_SIZE = Integer.MAX_VALUE - 8;

	/**
	 * 无参数构造方法，但是需要创建底层保存学生数据的Student数组，因为当前数组
	 * 不存在，指向为null
	 *
	 */
	public StudentManager() {
		allStus = new Student[DEFAULT_CAPACITY];
	}

	/**
	 * 用户指定初始化容量，但是要求初始化容量在合理范围以内，不能小于0 ，不能
	 * 大于数组的最大值，MAX_ARRAY_SIZE
	 *
	 * @param initCapacity 用户指定的初始化容量
	 */
	public StudentManager(int initCapacity) {
		if (initCapacity < 0 || initCapacity > MAX_ARRAY_SIZE) {
			System.out.println("Input Parameter is Invalid!");
			/* 异常抛出！！！ 补充该知识点 暂时留下一个 System.exit(0) 退出程序 */
			System.exit(0);
		}

		allStus = new Student[initCapacity];
	}
}

1.6 增删改查方法实现

1.6.1 增【重点】

分析:
	权限修饰符:
		public √
		private 如果私有化，类外无法使用，不能操作数据
	是否需要static修饰:
		不需要的！！！
		保存学生信息的数组是static修饰还是非static修饰???
			非static修饰
		如果当前方法使用static修饰，是没有办法操作类内的成员变量的！！！
	返回值类型:
		boolean
        添加成功返回true，添加失败返回false
    方法名:
    	add
    	添加
    形式参数列表:
    	Student student
方法声明：
	public boolean add(Student stu)

这里需要采用尾插法数据存入，这里需要一个计数器
	int类型变量
	局部变量：
		方法运行结束GG思密达，没有了，不存在了，无法保存数据
	成员变量：
		可以保证每一个StudentManager对象中存储的内容都是独立，是根据当前数组中
		存储数据的容量来确定
	静态成员变量：
    	静态成员变量和类对象无关，而且独此一份，每一个StudentManager对象中保存
    	的数据个数都是独立，是不合理的！！！

/**
* 当前方法是添加学生类对象到StudentManager中，保存到底层的Student类型数组
*
* @param stu Student类对象
* @return 添加成功返回true，失败返回false
*/
public boolean add(Student stu) {
   allStus[size] = stu;
   size += 1;                                          

   return true;
}

目前存在的问题：
	1. 好像没有错误情况处理？？？
	2. 容量不够用怎么办？？？

好像没有错误情况处理？？？
	需要异常处理来辅助完成错误或者说异常处理。

容量不够用怎么办？？？
	扩容！！！
	数组的容量在创建之后是无法修改的！！！
	重新创建一个数组！！！新数组要求比原本的数组容量大。
	从原数据数组迁移数据到新数组中
	重新赋值成员变量allStus保存的空间地址指向新数组

1.6.2 grow方法,底层数组容量扩容方法【核心】

流程
    1. 获取原数组容量
    2. 计算得到新数组容量
    3. 创建新数组
    4. 迁移数据
    5. 保存新数组地址

方法分析:
	权限修饰符:
		public 类外可以随便调用，数组容量不受控制，我们期望的是在数组添加元素时
			容量不足的情况下，才会调用当前grow方法，public不合适！ 【不合适】
		private 核心操作，主要是在类内使用，类外不能调用当前方法。√
	是否需要static修饰:
		因为需要操作类内的底层数组，数组非static修饰，不需要使用static
	返回值类型:
		void 当前方法不需要返回值
	方法名:
		grow
	形式参数列表:
		要求最小容量
		为了保证add操作在合理的容量范围以内(MAX_ARRAY_SIZE)操作成功，这里要求
		通过add方法告知grow方法，最小要求容量扩容到多少？
		需要考虑一些极端情况:
			1. 添加多个，超出了grow增加的范围
			2. 原数组容量为1，扩容之后不够用
方法声明:
	private void grow(int minCapacity);

/**
 * 类内私有化方法，用于在添加元素过程中，出现当前底层数组容量不足的情况下
 * 对底层数组进行扩容操作，满足使用要求
 *
 * @param minCapacity 添加操作要求的最小容量
 */
private void grow(int minCapacity) {
	// 1. 获取原数组容量
	int oldCapacity = allStus.length;                       

	// 2. 计算得到新数组容量，新数组容量大约是原数组容量的1.5倍
	int newCapacity = oldCapacity + oldCapacity / 2;        

	// 3. 判断新数组容量是否满足最小容量要求
	if (minCapacity > newCapacity) {
		newCapacity = minCapacity;
	}                                                       

	// 4. 判断当前容量是否超出了MAX_ARRAY_SIZE
	if (newCapacity > MAX_ARRAY_SIZE) {
		/* 这里需要一个异常处理，目前我们采用程序退出 */
		System.exit(0);
	}                                                       

	// 5. 创建新数组
	Student[] temp = new Student[newCapacity];              

	// 6. 数据拷贝
	for (int i = 0; i < oldCapacity; i++) {
		temp[i] = allStus[i];
	}                                                       

	// 7. 使用allStus保存新数组首地址
	allStus = temp;
}

1.6.3 删【重点】

方法分析:
	权限修饰符:
		public √
		private 【不合适】
	是否需要static修饰:
		不需要
	返回值类型:
		boolean 删除成功返回true，删除失败返回false
	方法名:
		remove 移除
	形式参数列表:
		int id
方法声明:
	public boolean remove(int id)

流程：
	1. 根据ID找出对应的学生对象在数组中的下标位置
	2. 根据下标位置删除元素，从删除位置开始，之后的元素整体先前移动
	3. 最后一个原本存在数据的位置赋值为null
	4. size 有效元素个数 -= 1

/**
 * 根据用户指定的ID号，删除对应学生类对象
 *
 * @param id 指定的学生ID好
 * @return 删除成功返回true，删除失败返回false
 */
public boolean remove(int id) {
	int index = -1;                                

	// 遍历数组的终止条件为size，有效元素个数
	for (int i = 0; i < size; i++) {
		if (id == allStus[i].getId()) {
			index = i;
			break;
		}
	}                                              

	/*
	 *  以上代码循环结束，如果index的值为-1，证明没有找到对应的元素
	 *  当前方法无法进行删除操作，返回false
	 */
	if (-1 == index) {
		System.out.println("Not Found!");
		return false;
	}                                              

	/*
	 *  如果index值不是-1，表示找到了对应需要删除的元素，进行删除操作
	 *
	 *  假设原数组容量10，有效元素个数为10，删除下标为5的元素
	 *  	数组[5] = 数组[6];
	 *  	数组[6] = 数组[7];
	 *  	数组[7] = 数组[8];
	 *  	数组[8] = 数组[9];
	 *  	数组[9] = null;
	 *
	 *  	数组[i] = 数组[i + 1];
	 */
	for (int i = index; i < size - 1; i++) {
		allStus[i] = allStus[i + 1];
	}                                              

	// 原本最后一个有效元素位置赋值为null
	allStus[size - 1] = null;                      

	// 有效元素个数 - 1
	size -= 1;                                     

	return true;
}

1.6.4 查 根据学生的ID，找到对应的学生对象【重点】

方法分析:
	权限修饰符
		public  √
		private
	是否需要static修饰
		不需要
	返回值类型:
		Student学生类对象
	方法名:
		get 获取
	形式参数列表:
		int id
方法声明:
	public Student get(int id)

/**
 * 根据指定的ID获取对应的Student类对象
 *
 * @param id 指定的ID号
 * @return 返回对应的Student类对象， 如果没有找到，返回null
 */
public Student get(int id) {
	int index = findIndexById(id);            

	return index > -1 ? allStus[index] : null;
}

1.6.5 补充方法，根据ID获取对应下标位置

方法分析:
	权限修饰符:
		public
		private √ 给内部其他方法使用的一个功能，不需要对外
	是否需要static修饰
		不需要
	返回值类型:
		int 需要的是一个下标，为int类型
	方法名:
		findIndexById
	形式参数列表:
		int id
方法声明:
	private int findIndexById(int id)

/**
 * 类内私有化方法，用于根据指定ID获取对应的下标位置，提供给其他方法使用
 *
 * @param id 指定ID号
 * @return 返回值是对应的下标位置，返回值大于等于0 表示找到对应元素，返回-1没有找到
 */
private int findIndexById(int id) {
	int index = -1;                                        

	for (int i = 0; i < size; i++) {
		if (id == allStus[i].getId()) {
			index = i;
			break;
		}
	}                                                      

	return index;
}