Java中管理与迭代嵌套HashMap的实践指南

import java.util.HashMap;
import java.util.Map;

/**
 * Marks类用于封装一个学期的科目分数。
 * 它内部维护一个HashMap来存储科目名称和对应的分数。
 */
public class Marks {
    // 使用final关键字确保subjectMark引用在对象创建后不会改变
    private final Map<String, Integer> subjectMark = new HashMap<>();

    /**
     * 向当前学期添加或更新科目分数。
     * @param subject 科目名称
     * @param mark 分数
     */
    public void addSubjectMark(String subject, int mark) {
        subjectMark.put(subject, mark);
    }

    /**
     * 获取封装的科目分数Map。
     * 注意：此方法返回的是内部Map的引用，外部可以直接修改。
     * 在某些场景下，可能需要返回一个不可修改的视图（Collections.unmodifiableMap）
     * 或一个副本，以增强封装性。
     * @return 包含科目名称和分数的Map
     */
    public Map<String, Integer> getSubjectMark() {
        return subjectMark;
    }
}

import java.util.HashMap;
import java.util.Map;

/**
 * RecordBook类用于管理多个学期的科目分数。
 * 它内部维护一个HashMap，将学期号映射到Marks对象。
 */
public class RecordBook {

    private final Map<Integer, Marks> semesterSubjectMark = new HashMap<>();

    /**
     * 向指定学期添加科目分数。
     * 如果该学期尚未有分数记录，则会自动创建一个新的Marks对象。
     * @param semester 学期号
     * @param subject 科目名称
     * @param mark 分数
     */
    public void addSemester(int semester, String subject, int mark) {
        // 尝试获取指定学期对应的Marks对象
        Marks marks = semesterSubjectMark.get(semester);
        // 如果该学期还没有Marks对象，则创建一个新的
        if (marks == null) {
            marks = new Marks();
            semesterSubjectMark.put(semester, marks);
        }
        // 调用Marks对象的方法添加科目分数
        marks.addSubjectMark(subject, mark);
    }

    /**
     * 计算并打印所有学期的平均绩点（GPA）。
     * 此方法演示了如何迭代嵌套的HashMap。
     */
    public void gpa() {
        int totalWeightedMark = 0; // 总加权分数
        int totalCredit = 0;       // 总学分

        // 外层循环：迭代semesterSubjectMark，获取每个学期的Marks对象
        for (Map.Entry<Integer, Marks> semesterEntry : semesterSubjectMark.entrySet()) {
            Integer semester = semesterEntry.getKey(); // 当前学期号
            Marks marks = semesterEntry.getValue();    // 当前学期的Marks对象

            System.out.println("--- 正在处理学期: " + semester + " ---");

            // 内层循环：通过Marks对象的getSubjectMark()获取内部Map，并迭代科目分数
            for (Map.Entry<String, Integer> subjectMarkEntry : marks.getSubjectMark().entrySet()) {
                String subject = subjectMarkEntry.getKey(); // 科目名称
                int mark = subjectMarkEntry.getValue();     // 科目分数
                int credit = 0; // 科目学分，此处简化处理，实际应用中应从配置或数据库获取

                // 简化处理学分，实际应用中应有更灵活的学分配置机制
                if (subject.equals("Math")) {
                    credit = 2;
                } else if (subject.equals("English")) {
                    credit = 1;
                } else if (subject.equals("Physics")) {
                    credit = 3;
                } else {
                    credit = 1; // 默认学分
                }

                totalWeightedMark += mark * credit;
                totalCredit += credit;

                System.out.println("  科目: " + subject + ", 分数: " + mark + ", 学分: " + credit);
            }
        }

        // 避免除数为零
        if (totalCredit > 0) {
            double averageGpa = (double) totalWeightedMark / totalCredit;
            System.out.println("\n--- GPA 计算结果 ---");
            System.out.println("总学分: " + totalCredit);
            System.out.println("总加权分数: " + totalWeightedMark);
            System.out.printf("平均绩点 (GPA): %.2f%n", averageGpa);
        } else {
            System.out.println("\n没有足够的学分数据来计算GPA。");
        }
    }
}