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Java中计算对象数组特定属性的平均值与最大值教程

DDD
发布: 2025-10-12 11:00:16
原创
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Java中计算对象数组特定属性的平均值与最大值教程

本教程详细阐述了如何在java中处理包含字符串和整数变量的对象数组,以计算其中特定整数属性(如学生分数)的平均值和最大值。文章将通过一个学生管理示例,演示如何正确设计对象类、遍历对象数组、提取数值数据,并高效地进行统计计算。

在Java应用程序开发中,我们经常需要对自定义对象数组中的数据进行统计分析,例如计算某个数值属性的平均值或找出最大值。本教程将以一个“学生分数统计”的场景为例,详细指导如何实现这一功能。

1. 学生对象(Student)类的设计与实现

首先,我们需要定义一个 Student 类来表示学生信息,该类包含学生的姓名(name,字符串类型)和分数(score,整数类型)。为了遵循良好的面向对象设计原则,我们将为这些属性提供构造函数、设置器(setters)和获取器(getters)。特别需要注意的是,获取器 getScore() 应该只返回分数,而不接受任何参数。

import java.util.Scanner;

public class Student {
    private String name;
    private int score;

    public Student() {
        // 默认构造函数
    }

    public Student(String name, int score) {
        this.name = name;
        this.score = score;
    }

    // 设置学生姓名
    public void setName(String name) {
        this.name = name;
    }

    // 设置学生分数
    public void setScore(int score) {
        this.score = score;
    }

    // 获取学生姓名
    public String getName() {
        return this.name;
    }

    // 获取学生分数
    public int getScore() {
        return this.score;
    }

    // 从控制台读取学生输入
    public void readInput() {
        Scanner keyboard = new Scanner(System.in);
        System.out.print("请输入学生姓名: ");
        this.name = keyboard.next();
        System.out.print("请输入学生分数: ");
        this.score = keyboard.nextInt();
    }

    // 输出学生信息
    public void writeOutput() {
        System.out.println("学生姓名: " + name + ", 分数: " + score + "%");
    }
}
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注意事项:

  • getScore() 和 getName() 方法不应带参数。它们的作用是返回对象内部的私有属性值。
  • 在实际应用中,Scanner 对象通常在应用程序的顶层管理,避免在循环中重复创建,以优化资源使用。

2. 统计报告生成器(TestReporter)类的设计

接下来,我们创建 TestReporter 类,用于管理学生数组并计算统计数据。该类将包含一个 Student 对象数组、学生总数以及计算出的最高分和平均分。

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import java.util.Scanner;

public class TestReporter {
    private int highestScore;
    private double averageScore;
    private Student[] ourClass;
    private int numOfStudents;

    public TestReporter() {
        // 默认构造函数
    }

    // 获取学生数据
    public void getData() {
        Scanner keyboard = new Scanner(System.in);
        System.out.print("请输入学生总数: ");
        numOfStudents = keyboard.nextInt();
        ourClass = new Student[numOfStudents];

        for (int i = 0; i < numOfStudents; i++) {
            System.out.println("\n正在输入第 " + (i + 1) + " 位学生信息:");
            ourClass[i] = new Student();
            ourClass[i].readInput();
        }
        keyboard.close(); // 关闭Scanner以释放资源
    }

    // 计算统计数据:平均分和最高分
    public void computeStats() {
        // 检查数组是否为空,避免空指针异常和除以零错误
        if (ourClass == null || numOfStudents == 0) {
            System.out.println("没有学生数据可用于计算统计。");
            this.highestScore = 0;
            this.averageScore = 0.0;
            return;
        }

        double totalScore = 0;
        // 初始化最高分:假设至少有一个学生,将其分数作为初始最高分
        // 更健壮的做法是初始化为Integer.MIN_VALUE
        this.highestScore = ourClass[0].getScore(); 

        for (int i = 0; i < numOfStudents; i++) {
            int currentScore = ourClass[i].getScore(); // 获取当前学生的分数
            totalScore += currentScore; // 累加总分

            if (currentScore > this.highestScore) {
                this.highestScore = currentScore; // 更新最高分
            }
        }
        this.averageScore = totalScore / numOfStudents; // 计算平均分
    }

    // 显示学生信息及统计结果
    public void displayResults() {
        // 在显示结果前确保统计数据已计算
        computeStats();

        System.out.println("\n--- 学生分数报告 ---");
        for (Student student : ourClass) {
            student.writeOutput();
        }

        System.out.println("\n--- 统计摘要 ---");
        System.out.printf("平均分数: %.2f%n", this.averageScore);
        System.out.println("最高分数: " + this.highestScore);
        System.out.println("--------------------");
    }

    // 主方法,用于测试
    public static void main(String[] args) {
        TestReporter reporter = new TestReporter();
        reporter.getData(); // 获取学生数据
        reporter.displayResults(); // 计算并显示结果
    }
}
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3. 核心统计逻辑详解

在 computeStats() 方法中,我们执行了以下关键步骤:

  1. 空数组检查: 在进行任何计算之前,我们首先检查 ourClass 数组是否为空或 numOfStudents 是否为零,以防止运行时错误(如 NullPointerException 或 ArithmeticException)。
  2. 初始化变量:
    • totalScore 初始化为 0,用于累加所有学生的分数。由于可能涉及浮点数除法,将其声明为 double 类型以确保计算精度。
    • highestScore 初始化为数组中第一个学生的分数。这种做法适用于确定数组非空的情况。如果数组可能为空,更稳健的做法是将其初始化为 Integer.MIN_VALUE,这样任何有效的学生分数都能正确地更新它。
  3. 遍历数组: 使用 for 循环遍历 ourClass 数组中的每一个 Student 对象。
  4. 提取数据: 在循环内部,通过 ourClass[i].getScore() 方法安全地获取当前学生的分数。这是关键一步,它将 Student 对象转换为我们需要的整数分数。
  5. 累加总分: 将获取到的 currentScore 添加到 totalScore 中。
  6. 更新最高分: 比较 currentScore 与当前的 highestScore,如果 currentScore 更大,则更新 highestScore。
  7. 计算平均值: 循环结束后,将 totalScore 除以 numOfStudents 得到 averageScore。

4. 最佳实践与注意事项

  • 封装性 始终通过公共的获取器(getter)方法访问对象的私有属性,而不是直接访问。这增强了代码的封装性和可维护性,使得对象内部实现可以独立于外部使用而改变。
  • **

以上就是Java中计算对象数组特定属性的平均值与最大值教程的详细内容,更多请关注php中文网其它相关文章!

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