在许多实际应用中，我们需要处理表格形式的数据，例如学生的学年成绩、销售数据等。java中的二维数组是存储这类数据的理想选择。本教程将以一个具体的场景为例：计算一个四年制课程中，每年五门成绩的年度平均分以及所有年度的总平均分。
1. 数据结构与用户输入
首先，我们需要定义一个二维数组来存储学生的成绩。考虑到有4年课程，每年有5个成绩，我们可以声明一个 double[][] 类型的数组。同时，使用 JOptionPane 来与用户进行交互，获取每门成绩的输入。
import javax.swing.JOptionPane; // 引入JOptionPane用于用户交互
public class YearlyResultCalculator {
public static void main(String[] args) {
// 声明变量
String[] years = {"Year 1", "Year 2", "Year 3", "Year 4"}; // 年份标签
int numYears = years.length; // 课程的年数 (行数)
int numResultsPerYear = 5; // 每年需要输入的成绩数量 (列数)
int numColumns = numResultsPerYear; // 列数
// 使用二维数组存储每年的成绩
// results[i][j] 表示第 i 年的第 j 个成绩
double[][] results = new double[numYears][numColumns];
// 1. 用户输入成绩
// 外层循环遍历年份
for (int i = 0; i < numYears; i++) {
// 内层循环遍历每年内的成绩
for (int j = 0; j < numColumns; j++) {
String input;
double score;
// 循环直到用户输入一个有效的数字成绩
while (true) {
input = JOptionPane.showInputDialog(null, "请输入 " + years[i] + " 的第 " + (j + 1) + " 个成绩:");
if (input == null) { // 用户点击了“取消”按钮
JOptionPane.showMessageDialog(null, "用户取消输入。程序退出。", "提示", JOptionPane.INFORMATION_MESSAGE);
return; // 退出程序
}
try {
score = Double.parseDouble(input); // 尝试将字符串转换为双精度浮点数
// 假设成绩范围为0-100，进行简单验证
if (score >= 0 && score <= 100) {
results[i][j] = score; // 存储有效成绩
break; // 输入有效，跳出内层循环
} else {
JOptionPane.showMessageDialog(null, "成绩必须在0到100之间，请重新输入。", "输入错误", JOptionPane.ERROR_MESSAGE);
}
} catch (NumberFormatException e) {
// 如果用户输入了非数字字符，捕获异常并提示
JOptionPane.showMessageDialog(null, "无效的输入，请输入一个数字。", "输入错误", JOptionPane.ERROR_MESSAGE);
}
}
}
}
// 至此，所有成绩已成功从用户处获取并存储在 results 数组中。
}
}在上述代码中，我们不仅实现了成绩的输入，还增加了基本的输入验证。try-catch 块用于捕获 NumberFormatException，防止用户输入非数字字符导致程序崩溃。同时，我们对成绩进行了0-100的范围检查，提高了程序的健壮性。
2. 计算年度总和与平均值
获取所有成绩后，下一步是计算每年的总和与平均值。我们需要两个辅助数组：一个用于存储每年的总和 (yearlySums)，另一个用于存储每年的平均值 (yearlyAvgs)。
我们将再次使用嵌套循环。外层循环遍历每一年，内层循环则累加该年内的所有成绩。
立即学习“Java免费学习笔记（深入）”；
// ... (接上面的代码) ...
// 2. 计算年度总和与平均值
double[] yearlySums = new double[numYears]; // 存储每年的总成绩
double[] yearlyAvgs = new double[numYears]; // 存储每年的平均成绩
// 外层循环遍历每一年
for (int i = 0; i < numYears; i++) {
// 内层循环遍历当前年内的所有成绩，并累加到 yearlySums[i]
for (int j = 0; j < numColumns; j++) {
yearlySums[i] += results[i][j]; // 累加第 i 年的成绩
}
// 计算第 i 年的平均成绩
yearlyAvgs[i] = yearlySums[i] / numColumns;
}
// 至此，yearlySums 和 yearlyAvgs 数组中已存储了各年度的汇总和平均数据。
// ... (下面的代码将紧接着这部分) ...这段代码高效地遍历了二维数组，确保每个年度的成绩都被正确地汇总并计算出平均值。
3. 计算所有年度的总平均值
在计算出每年的平均值之后，我们还需要计算所有年度的综合平均值。这可以通过两种方式实现：
- 累加 yearlySums 数组中的所有元素，然后除以总成绩数量 (numYears * numColumns)。
- 累加 yearlyAvgs 数组中的所有元素，然后除以年数 (numYears)。但第一种方法更直接，因为它基于原始成绩的总和。
// ... (接上面的代码) ...
// 3. 计算所有年度的总平均值
double totalOverallSum = 0;
// 遍历 yearlySums 数组，累加所有年度的总和
for (double sum : yearlySums) {
totalOverallSum += sum;
}
// 计算总平均值：所有成绩的总和除以总成绩数量
double overallAverage = totalOverallSum / (numYears * numColumns);
// ... (下面的代码将紧接着这部分) ...4. 完整代码示例与结果输出
现在，我们将所有代码片段整合起来，并添加结果输出部分，以便用户能够清晰地看到每年的平均成绩和所有年度的总平均成绩。
import javax.swing.JOptionPane;
public class YearlyResultCalculator {
public static void main(String[] args) {
// 声明变量
String[] years = {"Year 1", "Year 2", "Year 3", "Year 4"};
int numYears = years.length;
int numResultsPerYear = 5;
int numColumns = numResultsPerYear;
double[][] results = new double[numYears][numColumns];
// 1. 用户输入成绩
for (int i = 0; i < numYears; i++) {
for (int j = 0; j < numColumns; j++) {
String input;
double score;
while (true) {
input = JOptionPane.showInputDialog(null, "请输入 " + years[i] + " 的第 " + (j + 1) + " 个成绩:");
if (input == null) {
JOptionPane.showMessageDialog(null, "用户取消输入。程序退出。", "提示", JOptionPane.INFORMATION_MESSAGE);
return;
}
try {
score = Double.parseDouble(input);
if (score >= 0 && score <= 100) {
results[i][j] = score;
break;
} else {
JOptionPane.showMessageDialog(null, "成绩必须在0到100之间，请重新输入。", "输入错误", JOptionPane.ERROR_MESSAGE);
}
} catch (NumberFormatException e) {
JOptionPane.showMessageDialog(null, "无效的输入，请输入一个数字。", "输入错误", JOptionPane.ERROR_MESSAGE);
}
}
}
}
// 2. 计算年度总和与平均值
double[] yearlySums = new double[numYears];
double[] yearlyAvgs = new double[numYears];
for (int i = 0; i < numYears; i++) {
for (int j = 0; j < numColumns; j++) {
yearlySums[i] += results[i][j];
}
yearlyAvgs[i] = yearlySums[i] / numColumns;
}
// 3. 计算所有年度的总平均值
double totalOverallSum = 0;
for (double sum : yearlySums) {
totalOverallSum += sum;
}
double overallAverage = totalOverallSum / (numYears * numColumns);
// 4. 输出结果
StringBuilder outputMessage = new StringBuilder("学生成绩报告：\n\n");
for (int i = 0; i < numYears; i++) {
outputMessage.append(years[i]).append(" 的成绩：\n");
for (int j = 0; j < numColumns; j++) {
outputMessage.append(" 成绩 #").append(j + 1).append(": ").append(String.format("%.2f", results[i][j])).append("\n");
}
outputMessage.append(" ").append(years[i]).append(" 年度平均成绩: ").append(String.format("%.2f", yearlyAvgs[i])).append("\n");
outputMessage.append("------------------\n");
}
outputMessage.append("\n所有年度的总平均成绩: ").append(String.format("%.2f", overallAverage)).append("\n");
// 使用JOptionPane显示结果
JOptionPane.showMessageDialog(null, outputMessage.toString(), "成绩报告", JOptionPane.INFORMATION_MESSAGE);
// 如果希望在控制台输出，可以使用以下代码：
// System.out.println(outputMessage.toString());
}
}在输出部分，我们使用了 StringBuilder 来高效地构建输出字符串，并通过 String.format("%.2f", ...) 将平均值格式化为两位小数，提高了输出的可读性和专业性。
5. 注意事项
- 输入验证： 在实际应用中，输入验证至关重要。除了数字格式和范围验证，还可以考虑非空验证等。
- 错误处理： 对于用户输入，总是假定可能出现错误。良好的错误处理机制可以提高程序的健壮性。
- 代码可读性： 使用有意义的变量名（如 numYears 而不是 rows），添加注释，可以大大提高代码的可读性和可维护性。
- Java Stream API： 对于更复杂的集合操作，Java 8 引入的 Stream API 提供了更简洁、函数式的解决方案。例如，计算年度总和和平均值可以使用 Arrays.stream(results[i]).sum() 和 Arrays.stream(results[i]).average().orElse(0.0)。虽然在本教程中我们专注于基础循环实现，但在生产环境中，Stream API 是一个值得学习的强大工具。
总结
本教程详细介绍了如何使用Java中的二维数组处理表格数据，并通过嵌套循环计算年度和总平均成绩。我们从数据结构定义、用户输入、核心计算逻辑到最终结果输出，提供了完整的代码示例和逐步解释。通过掌握这些基础知识，您可以灵活地应对各种需要处理二维数据集的编程任务，并在此基础上进一步学习更高级的Java集合操作和函数式编程范式。
