Практическое применение массивов
На этом заключительном шаге мы рассмотрим практическое применение массивов на примере полного примера. Мы создадим простую систему управления оценками, которая демонстрирует, как массивы можно использовать в реальных сценариях программирования.
Создание системы отслеживания оценок студентов
Давайте создадим программу, которая управляет оценками студентов. Эта программа будет:
- Хранить имена студентов и их оценки.
- Вычислять среднюю оценку.
- Находить самые высокие и самые низкие оценки.
- Определять, сколько студентов набрали баллы выше среднего.
Создайте новый файл с именем GradeTracker.java в вашем WebIDE:
public class GradeTracker {
public static void main(String[] args) {
// Arrays to store student information
String[] studentNames = {"Alice", "Bob", "Charlie", "David", "Emma",
"Frank", "Grace", "Hannah", "Ian", "Julia"};
int[] studentGrades = {85, 92, 78, 65, 88, 72, 95, 83, 79, 91};
// Display all student records
System.out.println("Student Grade Records:");
System.out.println("---------------------");
System.out.println("Name\t\tGrade");
System.out.println("---------------------");
for (int i = 0; i < studentNames.length; i++) {
// Add extra tab for short names to align columns
String tab = studentNames[i].length() <= 5 ? "\t\t" : "\t";
System.out.println(studentNames[i] + tab + studentGrades[i]);
}
// Calculate statistics
int sum = 0;
int highest = studentGrades[0];
int lowest = studentGrades[0];
String highestStudent = studentNames[0];
String lowestStudent = studentNames[0];
for (int i = 0; i < studentGrades.length; i++) {
// Add to sum for average calculation
sum += studentGrades[i];
// Check for highest grade
if (studentGrades[i] > highest) {
highest = studentGrades[i];
highestStudent = studentNames[i];
}
// Check for lowest grade
if (studentGrades[i] < lowest) {
lowest = studentGrades[i];
lowestStudent = studentNames[i];
}
}
// Calculate average
double average = (double) sum / studentGrades.length;
// Count students above average
int aboveAverageCount = 0;
for (int grade : studentGrades) {
if (grade > average) {
aboveAverageCount++;
}
}
// Display statistics
System.out.println("\nClass Statistics:");
System.out.println("----------------");
System.out.printf("Class Average: %.2f\n", average);
System.out.println("Highest Grade: " + highest + " (" + highestStudent + ")");
System.out.println("Lowest Grade: " + lowest + " (" + lowestStudent + ")");
System.out.println("Number of students above average: " + aboveAverageCount);
}
}
Скомпилируйте и запустите эту программу:
javac GradeTracker.java
java GradeTracker
Вы должны увидеть вывод, подобный этому:
Student Grade Records:
---------------------
Name Grade
---------------------
Alice 85
Bob 92
Charlie 78
David 65
Emma 88
Frank 72
Grace 95
Hannah 83
Ian 79
Julia 91
Class Statistics:
----------------
Class Average: 82.80
Highest Grade: 95 (Grace)
Lowest Grade: 65 (David)
Number of students above average: 5
Эта программа демонстрирует, как массивы можно использовать для управления связанными данными (именами и оценками студентов) и выполнения вычислений над этими данными.
Добавление категорий оценок
Теперь давайте улучшим нашу систему отслеживания оценок, добавив категории оценок. Создайте новый файл с именем EnhancedGradeTracker.java:
public class EnhancedGradeTracker {
public static void main(String[] args) {
// Arrays to store student information
String[] studentNames = {"Alice", "Bob", "Charlie", "David", "Emma",
"Frank", "Grace", "Hannah", "Ian", "Julia"};
int[] studentGrades = {85, 92, 78, 65, 88, 72, 95, 83, 79, 91};
// Create arrays to count grades in each category
int[] gradeCounts = new int[5]; // A, B, C, D, F
// Display all student records with grade categories
System.out.println("Student Grade Records:");
System.out.println("------------------------------");
System.out.println("Name\t\tScore\tGrade");
System.out.println("------------------------------");
for (int i = 0; i < studentNames.length; i++) {
// Calculate letter grade
char letterGrade = calculateGrade(studentGrades[i]);
// Count grades by category
switch (letterGrade) {
case 'A': gradeCounts[0]++; break;
case 'B': gradeCounts[1]++; break;
case 'C': gradeCounts[2]++; break;
case 'D': gradeCounts[3]++; break;
case 'F': gradeCounts[4]++; break;
}
// Add extra tab for short names to align columns
String tab = studentNames[i].length() <= 5 ? "\t\t" : "\t";
System.out.println(studentNames[i] + tab + studentGrades[i] + "\t" + letterGrade);
}
// Calculate statistics
double average = calculateAverage(studentGrades);
// Display statistics
System.out.println("\nClass Statistics:");
System.out.println("----------------");
System.out.printf("Class Average: %.2f\n", average);
// Display grade distribution
System.out.println("\nGrade Distribution:");
System.out.println("------------------");
System.out.println("A: " + displayStars(gradeCounts[0]));
System.out.println("B: " + displayStars(gradeCounts[1]));
System.out.println("C: " + displayStars(gradeCounts[2]));
System.out.println("D: " + displayStars(gradeCounts[3]));
System.out.println("F: " + displayStars(gradeCounts[4]));
}
// Method to calculate the letter grade from a numeric score
public static char calculateGrade(int score) {
if (score >= 90) {
return 'A';
} else if (score >= 80) {
return 'B';
} else if (score >= 70) {
return 'C';
} else if (score >= 60) {
return 'D';
} else {
return 'F';
}
}
// Method to calculate the average of an integer array
public static double calculateAverage(int[] arr) {
int sum = 0;
for (int value : arr) {
sum += value;
}
return (double) sum / arr.length;
}
// Method to create a string of stars representing a count
public static String displayStars(int count) {
StringBuilder stars = new StringBuilder();
for (int i = 0; i < count; i++) {
stars.append("*");
}
return stars.toString() + " (" + count + ")";
}
}
Скомпилируйте и запустите эту программу:
javac EnhancedGradeTracker.java
java EnhancedGradeTracker
Вы должны увидеть вывод, подобный этому:
Student Grade Records:
------------------------------
Name Score Grade
------------------------------
Alice 85 B
Bob 92 A
Charlie 78 C
David 65 D
Emma 88 B
Frank 72 C
Grace 95 A
Hannah 83 B
Ian 79 C
Julia 91 A
Class Statistics:
----------------
Class Average: 82.80
Grade Distribution:
------------------
A: *** (3)
B: *** (3)
C: *** (3)
D: * (1)
F: (0)
Этот улучшенный пример демонстрирует:
- Использование нескольких массивов для хранения связанных данных.
- Создание вспомогательных методов для вычислений и форматирования.
- Подсчет и категоризацию данных.
- Создание визуального представления данных массива.
Обработка данных массива на основе условий
Для нашего последнего примера давайте создадим программу, которая обрабатывает данные массива на основе условий. Создайте файл с именем FilteredGrades.java:
public class FilteredGrades {
public static void main(String[] args) {
// Arrays to store student information
String[] studentNames = {"Alice", "Bob", "Charlie", "David", "Emma",
"Frank", "Grace", "Hannah", "Ian", "Julia"};
int[] studentGrades = {85, 92, 78, 65, 88, 72, 95, 83, 79, 91};
// Create a threshold for passing
int passingGrade = 75;
// Display all student records with pass/fail status
System.out.println("Student Grade Records:");
System.out.println("------------------------------");
System.out.println("Name\t\tScore\tStatus");
System.out.println("------------------------------");
// Count passing and failing students
int passingCount = 0;
for (int i = 0; i < studentNames.length; i++) {
String status = (studentGrades[i] >= passingGrade) ? "PASS" : "FAIL";
// Count passing students
if (studentGrades[i] >= passingGrade) {
passingCount++;
}
// Add extra tab for short names to align columns
String tab = studentNames[i].length() <= 5 ? "\t\t" : "\t";
System.out.println(studentNames[i] + tab + studentGrades[i] + "\t" + status);
}
// Create arrays to store only passing students
String[] passingStudents = new String[passingCount];
int[] passingScores = new int[passingCount];
// Fill the passing student arrays
int index = 0;
for (int i = 0; i < studentNames.length; i++) {
if (studentGrades[i] >= passingGrade) {
passingStudents[index] = studentNames[i];
passingScores[index] = studentGrades[i];
index++;
}
}
// Display only passing students
System.out.println("\nPassing Students (Score >= 75):");
System.out.println("------------------------------");
System.out.println("Name\t\tScore");
System.out.println("------------------------------");
for (int i = 0; i < passingStudents.length; i++) {
// Add extra tab for short names to align columns
String tab = passingStudents[i].length() <= 5 ? "\t\t" : "\t";
System.out.println(passingStudents[i] + tab + passingScores[i]);
}
// Calculate and display statistics
System.out.println("\nClass Statistics:");
System.out.println("----------------");
System.out.println("Total Students: " + studentNames.length);
System.out.println("Passing: " + passingCount);
System.out.println("Failing: " + (studentNames.length - passingCount));
System.out.printf("Pass Rate: %.1f%%\n",
(double) passingCount / studentNames.length * 100);
}
}
Скомпилируйте и запустите эту программу:
javac FilteredGrades.java
java FilteredGrades
Вы должны увидеть вывод, подобный этому:
Student Grade Records:
------------------------------
Name Score Status
------------------------------
Alice 85 PASS
Bob 92 PASS
Charlie 78 PASS
David 65 FAIL
Emma 88 PASS
Frank 72 FAIL
Grace 95 PASS
Hannah 83 PASS
Ian 79 PASS
Julia 91 PASS
Passing Students (Score >= 75):
------------------------------
Name Score
------------------------------
Alice 85
Bob 92
Charlie 78
Emma 88
Grace 95
Hannah 83
Ian 79
Julia 91
Class Statistics:
----------------
Total Students: 10
Passing: 8
Failing: 2
Pass Rate: 80.0%
Этот пример демонстрирует:
- Использование условной логики с массивами.
- Создание отфильтрованных массивов на основе условий.
- Вычисление статистики из данных массива.
- Представление информации в отформатированном виде.
На этом шаге вы увидели, как массивы можно применять для решения практических задач. Вы научились управлять связанными данными, выполнять вычисления и создавать отфильтрованные представления данных массива на основе условий. Эти навыки послужат прочной основой для работы с массивами в реальных приложениях Java.
