# 学生信息管理
[TOC]
## 导学
关于Java面向对象的知识已经学习过一部分了。在近期的学习中，我们遇到了很多的概念和知识点。在本章节内容中，我们就来通过一个简单的案例，运用Java加面向对象的思想，完成一个模拟场景的实现。
## 案例简介
在某一个学校开设了一个专业，叫做计算机科学与应用，专业编号J0001，学制为4年。
有四名学生报名学习了本专业，每个人的具体信息如下所示：
通过Java面向对象的语言来实现这样的场景，最后输出的内容如下所示：
## 案例分析与实现
通过对该场景的分析，我们可以得到这样的两个类
### 编写专业类及其测试类
~~~java
package com.dodoke.school.model;
/**
* 专业类
* @author LiXinRong
*
*/
public class Subject {
//成员属性：学科名称、学科编号、学制年限
private String subjectName;
private String subjectNo;
private int subjectLife;
public String getSubjectName() {
return subjectName;
}
public void setSubjectName(String subjectName) {
this.subjectName = subjectName;
}
public String getSubjectNo() {
return subjectNo;
}
public void setSubjectNo(String subjectNo) {
this.subjectNo = subjectNo;
}
public int getSubjectLife() {
return subjectLife;
}
public void setSubjectLife(int subjectLife) {
if(subjectLife < 0) {
return;//直接使用return退出该setSubjectLife方法，使学制年限保存默认值为0
}
this.subjectLife = subjectLife;
}
public Subject() {
}
public Subject(String subjectName, String subjectNo, int subjectLife) {
super();
this.setSubjectLife(subjectLife);
this.setSubjectName(subjectName);
this.setSubjectNo(subjectNo);
}
/**
* 该方法用于描述专业信息
* @return 返回描述专业相关信息的字符串
*/
public String info() {
//字符串的拼接，尽量不要写成一长串的形式，会让人看得难受
String str = "专业信息如下：\n专业名称：" + this.getSubjectName() + "\n";
str += "专业编号：" + this.getSubjectNo() + "\n";
str += "学制年限：" + this.getSubjectNo() + "年";
return str;
}
}
~~~
测试类
~~~java
package com.dodoke.school.test;
import com.dodoke.school.model.Subject;
public class SchoolTest {
public static void main(String[] args) {
Subject sub = new Subject("计算机科学与应用","J0001",4);
//info()方法为什么不直接打印输出：我们现在学习的语言环境是比较简陋的，只用在控制台打印输出信息
//如果需要在网页，在app中输出信息，则返回值为String类型的info()方法，可复用性更高一些
System.out.println(sub.info());
}
}
~~~
### 编写学生类及其测试
~~~java
package com.dodoke.school.model;
public class Student {
//成员属性：学号，姓名，性别，年龄
private String studentNo;
private String studentName;
private String studentSex;
private int studentAge;
public String getStudentNo() {
return studentNo;
}
public void setStudentNo(String studentNo) {
this.studentNo = studentNo;
}
public String getStudentName() {
return studentName;
}
public void setStudentName(String studentName) {
this.studentName = studentName;
}
public String getStudentSex() {
return studentSex;
}
/**
* 性别限制为男或女，反之，强制限制为男
* @param studentSex
*/
public void setStudentSex(String studentSex) {
if(studentSex.equals("男") || studentSex.equals("女")) {
this.studentSex = studentSex;
} else {
this.studentSex = "男";
}
}
public int getStudentAge() {
return studentAge;
}
/**
* 给年龄赋值，限制范围在10-100之间，赋值设置为18岁
* @param studentAge
*/
public void setStudentAge(int studentAge) {
if(studentAge > 10 && studentAge < 100) {
this.studentAge = studentAge;
} else {
this.studentAge = 18;
}
}
//无参构造
public Student() {
super();
}
//多参构造，实现对全部属性的赋值
public Student(String studentNo, String studentName, String studentSex, int studentAge) {
super();
this.setStudentNo(studentNo);
this.setStudentName(studentName);
this.setStudentSex(studentSex);
this.setStudentAge(studentAge);
}
/**
* 学生自我介绍
* @return 用于返回描述学生信息字符串
*/
public String introduction() {
String str = "学生信息如下：\n姓名：" + this.getStudentName() + "\n";
str += "学号：" + this.getStudentNo()+ "\n";
str += "性别：" + this.getStudentSex()+ "\n";
str += "年龄：" + this.getStudentAge();
return str;
}
}
~~~
测试：
~~~java
public class SchoolTest {
public static void main(String[] args) {
Subject sub = new Subject("计算机科学与应用","J0001",4);
//info()方法为什么不直接打印输出：我们现在学习的语言环境是比较简陋的，只用在控制台打印输出信息
//如果需要在网页，在app中输出信息，则返回值为String类型的info()方法，可复用性更高一些
System.out.println(sub.info());
System.out.println("=============================");
Student stu0 = new Student("S01","张三","男", 18);
System.out.println(stu0.introduction());
}
}
~~~
### 专业与学生关联起来
#### 方案一：重载introduction方法，添加专业信息
~~~java
/**
* 学生自我介绍 + 所学专业
* @param subjectName 所学专业名称
* @param subjectLife 学制年限
* @return 用于返回描述学生信息和所学专业的字符串
*/
public String introduction(String subjectName, int subjectLife) {
String str = "学生信息如下：\n姓名：" + this.getStudentName() + "\n";
str += "学号：" + this.getStudentNo()+ "\n";
str += "性别：" + this.getStudentSex()+ "\n";
str += "年龄：" + this.getStudentAge() + "\n";
str += "所报专业名称：" + subjectName + "\n";
str += "学制年限：" + subjectLife + "\n";
return str;
}
~~~
关联：
~~~java
public static void main(String[] args) {
Subject sub = new Subject("计算机科学与应用","J0001",4);
System.out.println(sub.info());
System.out.println("=============================");
Student stu0 = new Student("S01","张三","男", 18);
System.out.println(stu0.introduction());
System.out.println("=============================");
Student stu1 = new Student("S02","李四","女", 19);
System.out.println(stu1.introduction("计算机科学与应用", 4));
}
~~~
#### 方案二：重载introduction方法，将专业对象作为参数
~~~java
/**
* 学生自我介绍 + 所学专业
* @param sub 专业对象
* @return 用于返回描述学生信息和所学专业的字符串
*/
public String introduction(Subject sub) {
String str = "学生信息如下：\n姓名：" + this.getStudentName() + "\n";
str += "学号：" + this.getStudentNo()+ "\n";
str += "性别：" + this.getStudentSex()+ "\n";
str += "年龄：" + this.getStudentAge() + "\n";
str += "所报专业名称：" + sub.getSubjectName() + "\n";
str += "学制年限：" + sub.getSubjectLife() + "\n";
return str;
}
~~~
关联：
~~~java
public class SchoolTest {
public static void main(String[] args) {
Subject sub = new Subject("计算机科学与应用","J0001",4);
System.out.println(sub.info());
System.out.println("=============================");
Student stu0 = new Student("S01","张三","男", 18);
System.out.println(stu0.introduction());
System.out.println("=============================");
Student stu1 = new Student("S02","李四","女", 19);
System.out.println(stu1.introduction("计算机科学与应用", 4));
System.out.println("=============================");
Student stu2 = new Student("S03","王五","男", 18);
System.out.println(stu2.introduction(sub));
}
}
~~~
通过对象传参，可以一次性的获取对象中的所有信息。比如我们可以在方法中获取对象的专业编号，这是之前两个方法在不改变参数的情况下无法做到的。
#### 方案三：将专业对象作为成员属性存在
在进入大学的时候，每个人都需要先选择一个专业作为自己学习的方向，因此，我们可以将专业的信息作为学生的一个属性
~~~java
package com.dodoke.school.model;
public class Student {
//成员属性：学号，姓名，性别，年龄 专业
private String studentNo;
private String studentName;
private String studentSex;
private int studentAge;
//使用对象作为属性和使用基本数据类型作为属性没有区别-都是数据类型 + 属性名
//注意：此时的sub对象没有被实例化，依旧是默认值null
private Subject sub;
public String getStudentNo() {
return studentNo;
}
public void setStudentNo(String studentNo) {
this.studentNo = studentNo;
}
public String getStudentName() {
return studentName;
}
public void setStudentName(String studentName) {
this.studentName = studentName;
}
public String getStudentSex() {
return studentSex;
}
/**
* 性别限制为男或女，反之，强制限制为男
* @param studentSex
*/
public void setStudentSex(String studentSex) {
if(studentSex.equals("男") || studentSex.equals("女")) {
this.studentSex = studentSex;
} else {
this.studentSex = "男";
}
}
public int getStudentAge() {
return studentAge;
}
/**
* 给年龄赋值，限制范围在10-100之间，赋值设置为18岁
* @param studentAge
*/
public void setStudentAge(int studentAge) {
if(studentAge > 10 && studentAge < 100) {
this.studentAge = studentAge;
} else {
this.studentAge = 18;
}
}
/**
* 获取专业对象，如果没有实例化，先实例化再返回
* @return
*/
public Subject getSub() {
//为安全起见，在返回时，判断sub是否已经被实例化了
if(this.sub == null) {
this.sub = new Subject();
}
return sub;
}
public void setSub(Subject sub) {
//此处就是通过外部参数对sub属性进行实例化
this.sub = sub;
}
//无参构造
public Student() {
super();
}
//多参构造
public Student(String studentNo, String studentName, String studentSex, int studentAge) {
super();
this.setStudentNo(studentNo);
this.setStudentName(studentName);
this.setStudentSex(studentSex);
this.setStudentAge(studentAge);
}
//多参构造，实现对全部属性的赋值
public Student(String studentNo, String studentName, String studentSex, int studentAge, Subject sub) {
super();
this.setStudentNo(studentNo);
this.setStudentName(studentName);
this.setStudentSex(studentSex);
this.setStudentAge(studentAge);
this.setSub(sub);
}
/**
* 学生自我介绍
* @return 用于返回描述学生信息字符串
*/
public String introduction() {
String str = "学生信息如下：\n姓名：" + this.getStudentName() + "\n";
str += "学号：" + this.getStudentNo()+ "\n";
str += "性别：" + this.getStudentSex()+ "\n";
str += "年龄：" + this.getStudentAge() + "\n";
str += "所报专业名称：" + this.sub.getSubjectName() + "\n";
str += "学制年限：" + this.sub.getSubjectLife() + "\n";
return str;
}
/**
* 学生自我介绍 + 所学专业
* @param subjectName 所学专业名称
* @param subjectLife 学制年限
* @return 用于返回描述学生信息和所学专业的字符串
*/
public String introduction(String subjectName, int subjectLife) {
String str = "学生信息如下：\n姓名：" + this.getStudentName() + "\n";
str += "学号：" + this.getStudentNo()+ "\n";
str += "性别：" + this.getStudentSex()+ "\n";
str += "年龄：" + this.getStudentAge() + "\n";
str += "所报专业名称：" + subjectName + "\n";
str += "学制年限：" + subjectLife + "\n";
return str;
}
/**
* 学生自我介绍 + 所学专业
* @param sub 专业对象
* @return 用于返回描述学生信息和所学专业的字符串
*/
public String introduction(Subject sub) {
String str = "学生信息如下：\n姓名：" + this.getStudentName() + "\n";
str += "学号：" + this.getStudentNo()+ "\n";
str += "性别：" + this.getStudentSex()+ "\n";
str += "年龄：" + this.getStudentAge() + "\n";
str += "所报专业名称：" + sub.getSubjectName() + "\n";
str += "学制年限：" + sub.getSubjectLife() + "\n";
return str;
}
}
~~~
测试：
~~~java
public class SchoolTest {
public static void main(String[] args) {
Subject sub = new Subject("计算机科学与应用","J0001",4);
System.out.println(sub.info());
System.out.println("=============================");
//Student stu0 = new Student("S01","张三","男", 18);
//System.out.println(stu0.introduction());空指针异常
Student stu0 = new Student("S01","张三","男", 18, sub);
System.out.println(stu0.introduction());//空指针异常
}
}
~~~
#### 各方案小结
## 新增功能
### 新增需求及分析
对于这个专业，如果想要统计该专业有多少个学生进行了报名学习？
对于这个需求，我们可以试着通过将报名的学生装入一个容器中，然后统计该容器中有多少个学生就可以了。
那么该使用什么样的容器呢？
### 添加数组作为属性完成学生信息存储
~~~java
package com.dodoke.school.model;
/**
* 专业类
* @author LiXinRong
*
*/
public class Subject {
//成员属性：学科名称、学科编号、学制年限、报名该专业的学习信息、报名该专业的学生个数
private String subjectName;
private String subjectNo;
private int subjectLife;
private Student[] students;//此时该数组为初始化，默认值为null
//因为数组的长度200，实际保存学生30，并不一定是实际保存的学生个数，所以设置一个属性来统计学生个数
private int studentNum;
public String getSubjectName() {
return subjectName;
}
public void setSubjectName(String subjectName) {
this.subjectName = subjectName;
}
public String getSubjectNo() {
return subjectNo;
}
public void setSubjectNo(String subjectNo) {
this.subjectNo = subjectNo;
}
public int getSubjectLife() {
return subjectLife;
}
public void setSubjectLife(int subjectLife) {
if(subjectLife < 0) {
return;//直接使用return退出该setSubjectLife方法，使学制年限保存默认值为0
}
this.subjectLife = subjectLife;
}
/**
* 获取选修专业的学生信息，如果保存的学生信息的数组未初始化，则，先初始化长度200
* @return 保存学生信息的数组
*/
public Student[] getStudents() {
if(this.students == null) {
//对于数组动态初始化，没有办法准确的定下数组长度，只能根据具体情况具体分析
this.students = new Student[200];
}
return students;
}
public void setStudents(Student[] students) {
this.students = students;
}
public int getStudentNum() {
return studentNum;
}
public void setStudentNum(int studentNum) {
if(studentNum < 0) {
this.studentNum = 0;
return;//这里使用同样使用return终结方法的运行
}
this.studentNum = studentNum;
}
public Subject() {
}
//带参构造
public Subject(String subjectName, String subjectNo, int subjectLife) {
super();
this.setSubjectLife(subjectLife);
this.setSubjectName(subjectName);
this.setSubjectNo(subjectNo);
}
public Subject(String subjectName, String subjectNo, int subjectLife, Student[] stus) {
super();
this.setSubjectLife(subjectLife);
this.setSubjectName(subjectName);
this.setSubjectNo(subjectNo);
this.setStudents(stus);
}
/**
* 该方法用于描述专业信息
* @return
*/
public String info() {
//字符串的拼接，尽量不要写的太长，会让人看得难受
String str = "专业信息如下：\n专业名称：" + this.getSubjectName() + "\n";
str += "专业编号：" + this.getSubjectNo() + "\n";
str += "学制年限：" + this.getSubjectLife() + "年";
return str;
}
/**
* 将学生信息保存到数组中，将学生个数保存到个数统计中
* @param stu 学生信息
*/
public void addStudent(Student stu) {
/* 如何添加学生信息到数组中去
* 需要将学生数组进行遍历，依次判读数组中保存的元素是否为null
* 如果为null就可以用学生信息（学生对象）替代
*/
int i;
for(i = 0; i < this.getStudents().length; i++) {
if(this.getStudents()[i] == null) {
this.getStudents()[i] = stu;
break;
}
}
//将个数保存到个数统计中去
this.setStudentNum(i + 1);
//对于该方法中的两步操作，还可以怎么写？
}
}
~~~
测试：
~~~java
public class SchoolTest {
public static void main(String[] args) {
Subject sub = new Subject("计算机科学与应用","J0001",4);
System.out.println(sub.info());
System.out.println("=============================");
Student stu0 = new Student("S01","张三","男", 18, sub);
System.out.println(stu0.introduction());
System.out.println("=============================");
Student stu1 = new Student("S02","李四","女", 19);
System.out.println(stu1.introduction("计算机科学与应用", 4));
System.out.println("=============================");
Student stu2 = new Student("S03","王五","男", 18);
System.out.println(stu2.introduction(sub));
System.out.println("=============================");
sub.addStudent(stu0);
sub.addStudent(stu1);
sub.addStudent(stu2);
System.out.println(sub.getSubjectName() + "的专业中，已有" + sub.getStudentNum() + "个学生进行了报名");
}
}
~~~
### 问题分析
#### 数组未实例化造成的空指针异常
实际上，在这样的一个小案例中，我们通常会发现学生会出现一些问题。
~~~java
public Student[] getStudents() {
/*if(this.students == null) {
//对于数组动态初始化，没有办法准确的定下数组长度，只能根据具体情况具体分析
this.students = new Student[200];
}*/
return students;
}
~~~
如果将上述代码注释掉之后，我们会发现，运行时出现了空指针的异常。这是因为，我们没有针对数组进行初始化。解决方法有两种：
1. 给数组属性直接初始化
2. 在使用数组属性时初始化
#### 通过一个方法完成学生和专业的双向关联
之前的代码中，我们先通过实例化学生完成了学生与专业之间的关联，而后又通过添加学生方法实现了，专业与学生之间的关联。是否能有一个办法，完成学生与专业的双向关联。
~~~java
/**
* 将学生信息保存到数组中，将学生个数保存到个数统计中
* @param stu 学生信息
*/
public void addStudent(Student stu) {
/* 如何添加学生信息到数组中去
* 需要将学生数组进行遍历，依次判读数组中保存的元素是否为null
* 如果为null就可以用学生信息（学生对象）替代
*/
int i;
for(i = 0; i < this.getStudents().length; i++) {
if(this.getStudents()[i] == null) {
stu.setSub(this);
this.getStudents()[i] = stu;
break;
}
}
//将个数保存到个数统计中去
this.setStudentNum(i + 1);
//对于该方法中的两步操作，还可以怎么写？
}
~~~
测试：
~~~java
public class SchoolTest {
public static void main(String[] args) {
Subject sub = new Subject("计算机科学与应用","J0001",4);
Student stu0 = new Student("S01","张三","男", 18);
sub.addStudent(stu0);
System.out.println(sub.getSubjectName() + "的专业中，已有" + sub.getStudentNum() + "个学生进行了报名");
}
}
~~~
## 练习
一、选择
1. 执行下面代码后，哪几个结论是正确的
~~~
A. f[0]
B. f[0] = 0.0
C. 编译失败
D. 在运行时抛出异常
~~~
2. 执行下面代码后，哪几个结论是正确的（多选）
~~~
String[ ] s = new String[10];
~~~
~~~
A. s[9]为null
B. s[10]的内容为空字符串
C. 没有s[0]
D. s.length=10
~~~
二、编程题
题目要求：
某公司要开发内部的 “办公信息化管理系统”，请使用面向对象的思想描述以下员工信息。
程序运行参考效果图如下：
**任务描述**
一、语言和环境
* 实现语言
Java语言
* 环境要求及开发工具
JDK、Eclipse
二、程序整体要求
1. 划分功能模块，根据题目要求设置不同的类，在类中实现相应功能的管理。
2. 类的标识要清楚易懂，代码结构要层次分明，代码编辑思路要清晰、整洁。
3. 要求Java代码书写、命名符合规范，属性所属数据类型要准确合理，在代码中添加必要的注释
4. 程序运行效果与提供的页面效果图、结构保持一致，信息间分隔符“=”号数量不做统一要求，文字大小、颜色也不做统一要求
5. 作业完成后发表在自己的博客上
三、思路分析：
由场景和运行效果，可以分析出项目中可以抽取如下类（要求编码时注意面向对象思想及封装特性的应用）：
* 部门类：
类型描述：能够描述部门编号、部门名称、员工数组、统计部门中的员工个数
要求：设定方法统计该部门员工个数
提示：部门类的属性有四个，分别是部门编号，部门名称，员工数组 和 统计变量 ，具体是市场部还是人事部，是通过部门类的对象来表示的，如果是市场部的对象，那么添加并统计的就是市场部的人数，同样如果是人事部的对象，添加并统计的就是人事部的人数
* 职务类：
类型描述：能够描述职务编号、职务名称
* 员工类：
类型描述：能够描述员工姓名、工号、年龄、性别、所属部门、职务信息
要求:
* 设定方法限定年龄只能是18--65之间,反之则设置默认为18岁
* 设定方法限定性别只能是“男”或者“女”,反之则设置默认为"男"
* 设定方法，实现员工自我介绍信息，将员工信息作为字符串返回
* 测试类：
类型描述：测试程序，并参照效果图输出结果
PS：注意：可以在属性上添加适当的信息验证，提高信息的安全性
