Java基础：Scanner类、Random类、ArrayList类

傷城~ 2024-03-31 13:18 116阅读 0赞

## **第1章 `API`** ##

### **概述** ###

`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。

## **第2章 `Scanner`类** ##

了解了`API`的使用方式，我们通过`Scanner`类，熟悉一下查询`API`，并使用类的步骤。

### **2.1 什么是`Scanner`类** ###

一个可以解析基本类型和字符串的简单文本扫描器。 例如，以下代码使用户能够从`System.in`中读取一个数：

Scanner sc = new Scanner(System.in); 
    int i = sc.nextInt();

备注：`System.in`系统输入指的是通过键盘录入数据。

### **2.2 引用类型使用步骤** ###

#### **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。 格式：

import 包名.类名;

举例：

java.util.Scanner;

#### **创建对象** ####

使用该类的构造方法，创建一个该类的对象。 格式：

数据类型 变量名 = new 数据类型(参数列表);

举例：

Scanner sc = new Scanner(System.in);

#### **调用方法** ####

调用该类的成员方法，完成指定功能。 格式：

变量名.方法名();

举例：

int i = sc.nextInt(); // 接收一个键盘录入的整数

### **2.3 `Scanner`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。

使用`Scanner`类，完成接收键盘录入数据的操作，代码如下：

package com.dcxuexi.java08;
    
    import java.util.Scanner;
    
    /***
     * @Title Demo01_Scanner
     * @Description TOTD
     * @Auter DongChuang
     * @Date 2022/11/28 23:12
     * @Version 1.0.0
     */
    public class Demo01_Scanner {
        
        public static void main(String[] args) {
        
            //2. 创建键盘录入数据的对象
            Scanner sc = new Scanner(System.in);
            //3. 接收数据
            System.out.println("请录入一个整数：");
            int i = sc.nextInt();
            //4. 输出数据
            System.out.println("i:"+i);
        }
    
    }

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### **2.4 练习** ###

#### **求和** ####

键盘录入两个数据并求和，代码如下：

package com.dcxuexi.java08;
    
    import java.util.Scanner;
    
    /***
     * @Title Demo02_Scanner
     * @Description TOTD
     * @Auter DongChuang
     * @Date 2022/11/28 23:15
     * @Version 1.0.0
     */
    public class Demo02_Scanner {
        
        public static void main(String[] args) {
        
            // 创建对象
            Scanner sc = new Scanner(System.in);
            // 接收数据
            System.out.println("请输入第一个数据：");
            int a = sc.nextInt();
            System.out.println("请输入第二个数据：");
            int b = sc.nextInt();
            // 对数据进行求和
            int sum = a + b;
            System.out.println("sum:" + sum);
        }
    }

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#### **取最值** ####

键盘录入三个数据并获取最大值，代码如下：

package com.dcxuexi.java08;
    
    import java.util.Scanner;
    
    /***
     * @Title Demo03_Scanner
     * @Description TOTD
     * @Auter DongChuang
     * @Date 2022/11/28 23:17
     * @Version 1.0.0
     */
    public class Demo03_Scanner {
        
        public static void main(String[] args) {
        
            // 创建对象
            Scanner sc = new Scanner(System.in);
            // 接收数据
            System.out.println("请输入第一个数据：");
            int a = sc.nextInt();
            System.out.println("请输入第二个数据：");
            int b = sc.nextInt();
            System.out.println("请输入第三个数据：");
            int c = sc.nextInt();
            // 如何获取三个数据的最大值
            int temp = (a > b ? a : b);
            int max = (temp > c ? temp : c);
            System.out.println("max:" + max);
        }
    }

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### **2.5 匿名对象【了解】** ###

#### **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：

new 类名(参数列表);

举例：

new Scanner(System.in);

#### **应用场景** ####

*  创建匿名对象直接调用方法，没有变量名。

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

*  一旦调用两次方法，就是创建了两个对象，造成浪费，请看如下代码。

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

**小贴士：一个匿名对象，只能使用一次。**

*  匿名对象可以作为方法的参数和返回值

作为参数：

public class Demo04_Scanner {
        
        public static void main(String[] args) {
        
            // 普通方式
            Scanner sc = new Scanner(System.in);
            input(sc);
            //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);
        }
    }

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作为返回值

public class Demo05_Scanner {
        
        public static void main(String[] args) {
        
            // 普通方式
            Scanner sc = getScanner();
            System.out.println("sc = " + sc);
        }
        public static Scanner getScanner(){
        
            //普通方式
            //Scanner sc = new Scanner(System.in);
            //return sc;
            //匿名对象作为方法返回值
            return new Scanner(System.in);
        }
    }

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## **第3章 `Random`类** ##

### **3.1 什么是`Random`类** ###

此类的实例用于生成伪随机数。

例如，以下代码使用户能够得到一个随机数：

public class Demo06_Random {
        
        public static void main(String[] args) {
        
            Random r = new Random();
            int i = r.nextInt();
            System.out.println("i = " + i);
        }
    }

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### **3.2 `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。

使用`Random`类，完成生成3个10以内的随机整数的操作，代码如下：

package com.dcxuexi.java08;
    // 1.导包
    import java.util.Random;
    
    /***
     * @Title Demo07_Random
     * @Description TOTD
     * @Auter DongChuang
     * @Date 2022/11/29 21:08
     * @Version 1.0.0
     */
    public class Demo07_Random {
        
        public static void main(String[] args) {
        
            //2. 创建键盘录入数据的对象
            Random r = new Random();
            for(int i = 0; i < 3; i++){
        
                //3. 随机生成一个数据
                int number = r.nextInt(10);
                //4. 输出数据
                System.out.println("number:"+ number);
            }
        }
    }

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**备注：创建一个`Random`对象，每次调用`nextInt()`方法，都会生成一个随机数。**

### **3.3 练习** ###

#### **获取随机数** ####

获取1-n之间的随机数，包含n，代码如下：

public class Demo08_Random {
        
        public static void main(String[] args) {
        
            int n = 50;
            // 创建对象
            Random r = new Random();
            // 获取随机数
            int number = r.nextInt(n) + 1;
            // 输出随机数
            System.out.println("number:" + number);
        }
    }

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#### **猜数字小游戏** ####

游戏开始时，会随机生成一个1-100之间的整数number 。玩家猜测一个数字guessNumber ，会与number 作比 较，系统提示大了或者小了，直到玩家猜中，游戏结束。

小贴士：先运行程序代码，理解此题需求，经过分析后，再编写代码

package com.dcxuexi.java08;
    
    import java.util.Random;
    import java.util.Scanner;
    /***
     * @Title Demo09_Random
     * @Description TOTD
     * @Auter DongChuang
     * @Date 2022/11/29 21:26
     * @Version 1.0.0
     */
    public class Demo09_Random {
        
        public static void main(String[] args) {
        
            // 系统产生一个随机数1‐100之间的。
            Random r = new Random();
            int number = r.nextInt(100) + 1;
            while(true){
        
                // 键盘录入我们要猜的数据
                Scanner sc = new Scanner(System.in);
                System.out.println("请输入你要猜的数字(1‐100)：");
                int guessNumber = sc.nextInt();
                // 比较这两个数据(用if语句)
                if (guessNumber > number) {
        
                    System.out.println("你猜的数据" + guessNumber + "大了");
                } else if (guessNumber < number) {
        
                    System.out.println("你猜的数据" + guessNumber + "小了");
                } else {
        
                    System.out.println("恭喜你,猜中了");
                    break;
                }
            }
        }
    }

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## **第4章 `ArrayList`类** ##

### **4.1 引入——对象数组** ###

使用学生数组，存储三个学生对象，代码如下：

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;
        }
    }

public class Demo01_StudentArray {
        
        public static void main(String[] args) {
        
            //创建学生数组
            Student[] students = new Student[4];
            //创建学生对象
            Student s1 = new Student("刘德华",40);
            Student s2 = new Student("张学友",42);
            Student s3 = new Student("黎明",30);
            Student s4 = new Student("郭富城",35);
            //把学生对象作为元素赋值给学生数组
            students[0] = s1;
            students[1] = s2;
            students[2] = s3;
            students[3] = s4;
            //遍历学生数组 
            for(int x=0; x<students.length; x++) {
        
                Student s = students[x];
                System.out.println(s.getName()+"‐‐‐"+s.getAge());
            }
        }
    }

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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。

### **4.2 什么是`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。

### **4.3 `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**

*  `public boolean add(E e)`： 将指定的元素添加到此集合的尾部。

参数`E e`，在构造`ArrayList`对象时，`<E>`指定了什么数据类型，那么`add(E e)`方法中，只能添加什么数据类型的对象。

使用`ArrayList`类，存储三个字符串元素，代码如下：

public class Demo02_StudentArray {
        
        public static void main(String[] args) {
        
            //创建学生数组
            ArrayList<String> list = new ArrayList<>();
            //创建学生对象
            String s1 = "刘德华";
            String s2 = "张学友";
            String s3 = "黎明";
            String s4 = "郭富城";
            //打印学生ArrayList集合
            System.out.println(list);
            //把学生对象作为元素添加到集合
            list.add(s1);
            list.add(s2);
            list.add(s3);
            list.add(s4);
            //打印学生ArrayList集合
            System.out.println(list);
        }
    }

![在这里插入图片描述][3651f0973f63427682b146c35ddbf79a.png_pic_center]

## **4.4 常用方法和遍历** ##

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。

这些都是最基本的方法，操作非常简单，代码如下:

public class Demo03_StudentArray {
        
        public static void main(String[] args) {
        
            //创建集合对象
            ArrayList<String> list = new ArrayList<String>();
            //添加元素
            list.add("刘德华");
            list.add("张学友");
            list.add("郭富城");
            //public E get(int index):返回指定索引处的元素
            System.out.println("get:"+list.get(0));
            System.out.println("get:"+list.get(1));
            System.out.println("get:"+list.get(2));
            //public int size():返回集合中的元素的个数
            System.out.println("size:"+list.size());
            //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("remove:"+list.remove(0));
            //遍历输出
            for(int i = 0; i < list.size(); i++){
        
                System.out.println(list.get(i));
            }
        }
    }

![在这里插入图片描述][f345a7ca6976441dbb17c826aa257bc8.png_pic_center]

### **4.5 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：

<table> 
 <thead> 
  <tr> 
   <th align="center"><strong>基本类型</strong></th> 
   <th align="center"><strong>基本类型包装类</strong></th> 
  </tr> 
 </thead> 
 <tbody> 
  <tr> 
   <td align="center"><code>byte</code></td> 
   <td align="center"><code>Byte</code></td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td align="center"><code>short</code></td> 
   <td align="center"><code>Short</code></td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td align="center"><code>int</code></td> 
   <td align="center"><code>Integer</code></td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td align="center"><code>long</code></td> 
   <td align="center"><code>Long</code></td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td align="center"><code>float</code></td> 
   <td align="center"><code>Float</code></td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td align="center"><code>double</code></td> 
   <td align="center"><code>Double</code></td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td align="center"><code>char</code></td> 
   <td align="center"><code>Character</code></td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td align="center"><code>boolean</code></td> 
   <td align="center"><code>Boolean</code></td> 
  </tr> 
 </tbody> 
</table>

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：

public class Demo04_StudentArray {
        
        public static void main(String[] args) {
        
            ArrayList<Integer> list = new ArrayList<Integer>();
            list.add(1);
            list.add(2);
            list.add(3);
            list.add(4);
            System.out.println(list);
        }
    }

![在这里插入图片描述][3aa8b1757f9f42479d0fee288499bfb9.png_pic_center]

### **4.6 `ArrayList`练习** ###

#### **数值添加到集合** ####

生成6个1~33之间的随机整数，添加到集合,并遍历

public class Demo05_StudentArray {
        
        public static void main(String[] args) {
        
            // 创建Random 对象
            Random random = new Random();
            // 创建ArrayList 对象
            ArrayList<Integer> list = new ArrayList<>();
            // 添加随机数到集合
            for (int i = 0; i < 6; i++) {
        
                int r = random.nextInt(33) + 1;
                list.add(r);
            }
            // 遍历集合输出
            for (int i = 0; i < list.size(); i++) {
        
                System.out.println(list.get(i));
            }
        }
    }

![在这里插入图片描述][2e38a0f206874ddeb79fbfcfd7789736.png_pic_center]

#### **对象添加到集合** ####

自定义4个学生对象，添加到集合，并遍历

public class Demo06_StudentArray {
        
        public static void main(String[] args) {
        
            //创建集合对象
            ArrayList<Student> list = new ArrayList<Student>();
            //创建学生对象
            Student s1 = new Student("赵丽颖",18);
            Student s2 = new Student("唐嫣",20);
            Student s3 = new Student("景甜",25);
            Student s4 = new Student("柳岩",19);
            //把学生对象作为元素添加到集合中
            list.add(s1);
            list.add(s2);
            list.add(s3);
            list.add(s4);
            //遍历集合
            for(int x = 0; x < list.size(); x++) {
        
                Student s = list.get(x);
                System.out.println(s.getName()+"‐‐‐"+s.getAge());
            }
        }
    }

![在这里插入图片描述][b3f514609b8e4e7a92ba935e0ace7039.png_pic_center]

#### **打印集合方法** ####

定义以指定格式打印集合的方法(`ArrayList`类型作为参数)，使用`{}`扩起集合，使用`@`分隔每个元素。格式参照`{元素@元素@元素}`。

public class Demo07_StudentArray {
        
        public static void main(String[] args) {
        
            // 创建集合对象
            ArrayList<String> list = new ArrayList<String>();
            // 添加字符串到集合中
            list.add("刘德华");
            list.add("张学友");
            list.add("黎明");
            list.add("郭富城");
            // 调用方法
            printArrayList(list);
        }
        public static void printArrayList(ArrayList<String> list) {
        
            // 拼接左括号
            System.out.print("{");
            // 遍历集合
            for (int i = 0; i < list.size(); i++) {
        
                // 获取元素
                String s = list.get(i);
                // 拼接@符号
                if (i != list.size() - 1) {
        
                    System.out.print(s + "@");
                } else {
        
                    // 拼接右括号
                    System.out.print(s + "}");
                }
            }
        }
    }

![在这里插入图片描述][854191d7f785484399a76b3a0ee619cd.png_pic_center]

#### **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)

public class Demo08_StudentArray {
        
        public static void main(String[] args) {
        
            // 创建Random 对象
            Random random = new Random();
            // 创建ArrayList 对象
            ArrayList<Integer> list = new ArrayList<>();
            // 添加随机数到集合
            for (int i = 0; i < 20; i++) {
        
                int r = random.nextInt(1000) + 1;
                list.add(r);
            }
            // 调用偶数集合的方法
            ArrayList<Integer> arrayList = getArrayList(list);
            System.out.println(arrayList);
        }
        public static ArrayList<Integer> getArrayList(ArrayList<Integer> list) {
        
            // 创建小集合,来保存偶数
            ArrayList<Integer> smallList = new ArrayList<>();
            // 遍历list
            for (int i = 0; i < list.size(); i++) {
        
                // 获取元素
                Integer num = list.get(i);
                // 判断为偶数,添加到小集合中
                if (num % 2 == 0){
        
                    smallList.add(num);
                }
            }
            // 返回小集合
            return smallList;
        }
    }

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