Java中嵌套HashMap的有效管理与迭代：以成绩记录系统为例

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

public class Marks {
    // 使用final关键字确保subjectMark引用不可变
    private final Map<String, Integer> subjectMark = new HashMap<>();

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

    /**
     * 获取当前学期所有科目成绩的Map。
     * 为了更好的封装性，通常建议返回一个不可修改的视图或副本。
     * @return 包含科目成绩的Map
     */
    public Map<String, Integer> getSubjectMark() {
        // 返回一个不可修改的视图，防止外部直接修改内部Map
        return java.util.Collections.unmodifiableMap(subjectMark);
        // 如果需要允许修改，则直接返回 subjectMark; 但需注意封装性
    }
}

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

public class RecordBook {
    // 存储学期编号到Marks对象的映射
    private final Map<Integer, Marks> semesterSubjectMark = new HashMap<>();

    /**
     * 向指定学期添加或更新科目成绩。
     * 如果学期不存在，则会创建一个新的Marks对象。
     * @param semester 学期编号
     * @param subject 科目名称
     * @param mark 科目分数
     */
    public void addSemester(int semester, String subject, int mark) {
        // 尝试获取指定学期的Marks对象
        Marks marks = semesterSubjectMark.get(semester);
        // 如果该学期尚无记录，则创建新的Marks对象并存入Map
        if (marks == null) {
            marks = new Marks();
            semesterSubjectMark.put(semester, marks);
        }
        // 调用Marks对象的方法添加科目成绩
        marks.addSubjectMark(subject, mark);
    }

    /**
     * 计算并打印所有学期的总GPA。
     * 这是一个示例方法，展示如何遍历嵌套的HashMap结构。
     */
    public void gpa() {
        int totalWeightedMark = 0; // 总加权分数
        int totalCredit = 0;       // 总学分

        // 遍历所有学期
        for (Map.Entry<Integer, Marks> semesterEntry : semesterSubjectMark.entrySet()) {
            Integer semester = semesterEntry.getKey(); // 获取学期编号
            Marks marks = semesterEntry.getValue();    // 获取对应学期的Marks对象

            // 遍历当前学期的所有科目成绩
            for (Map.Entry<String, Integer> subjectEntry : marks.getSubjectMark().entrySet()) {
                String subject = subjectEntry.getKey();   // 获取科目名称
                int mark = subjectEntry.getValue();       // 获取科目分数

                // 假设学分是根据科目名称硬编码的，实际应用中应有更灵活的学分管理机制
                int credit = 0;
                if ("Math".equals(subject)) {
                    credit = 4; // 示例学分
                } else if ("English".equals(subject)) {
                    credit = 3; // 示例学分
                } else if ("Physics".equals(subject)) {
                    credit = 4;
                } else {
                    // 对于其他未定义的科目，可以设置默认学分或跳过
                    credit = 2;
                }

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

        System.out.println("总学分: " + totalCredit);
        System.out.println("总加权分数: " + totalWeightedMark);
        if (totalCredit > 0) {
            System.out.println("平均GPA: " + (double) totalWeightedMark / totalCredit);
        } else {
            System.out.println("尚无有效科目成绩，无法计算GPA。");
        }
    }
}