日撸 Java 三百行： DAY10 综合任务1

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0.主题

今天完成综合任务1，需要实现两个要求

1. 学生成绩的随机生成, 区间为 [50, 100]
2. 找出成绩最好、最差的同学。但有挂科的同学不参加评比

学生的成绩存放于一个矩阵中，矩阵中第$i$行$j$列的值含义为第$i$个学生第$j$门课的成绩。

1.分析

1. 成绩存放
   学生成绩放在一个矩阵中，可以用一个二维数组来表示该矩阵。
   
2. 成绩生成
   • 生成$[50,100]$内的伪随机数
     调用java.util.Random类，使用其中的public int nextInt(int n)方法。该方法生成一个$[0,n]$范围内的随机整数，通过以下公式可以生成$[lowerBound,upperBound]$范围内的随机整数。
     $$lowerBound+tempRandom.nextInt(upperBound-lowerBound+1)$$
     其中tempRandom是java.util.Random类的一个实例。
     
     
     
   • 生成所有学生成绩
     用二重for循环遍历二维数组，对每个位置使用上一步的方法生成$[50,100]$范围内的随机数，即可生成所有学生的成绩
     
3. 求成绩最好、最差的学生，挂科者不参与
   • 求每个学生的总分
     用二重for循环，每次将二维数组中的第$i$行累加起来，即为第$i$个同学的总成绩。由于挂科的同学不参与评比，故每次遍历到低于$60$的分数便将该同学的总分记做$0$分，这是一个特殊标记，然后不再统计该同学其他各科成绩，而是使用continue直接开始统计下一位同学的成绩。
     
   • 求成绩最好学生
     维持两个变量tempBestScore与tempBestIndex，分别表示遍历totalScores数组时遇到的暂时最高分与暂时最高分的下标。遇到挂科学生(总分标记为$0$)时跳过，否则和totalScores[ i ]比较以更新tempBestScore与tempBestIndex。当totalScores数组遍历结束时，tempBestIndex要么为-1，表示所有学生都有挂科，要么为最高分的下标。
     
   • 求成绩最差学生
     与成绩最好学生类似，不再赘述。
     
4. 结果输出
   根据tempBestIndex或tempWorstIndex的值，输出对应的结果。
   

2.程序

1. 程序代码如下

package basic; import java.util.Arrays; import java.util.Random; public class Task1 { 
    / * * The entrance of the program. * * @param args Not used now. * */ public static void main( String args[ ] ) { 
    task1( ); } // Of main / * * Method unit test. * */ public static void task1( ) { 
    // Step 1. Generate the data with n students and m courses. int n = 9; int m = 3; int lowerBound = 50; int upperBound = 100; int threshold = 60; //Use an object to generate random numbers. Random tempRandom = new Random( ); int[ ][ ] data = new int[ n ][ m ]; for( int i = 0; i < n; i++ ) { 
    for( int j = 0; j < m; j++ ) { 
    data[ i ][ j ] = lowerBound + tempRandom.nextInt( upperBound - lowerBound + 1 ); } // Of for j } // Of for i System.out.println("The data is:\r\n" + Arrays.deepToString(data) ); // Step 2. Compute the total score of each student. int[ ] totalScores = new int[ n ]; for( int i = 0; i < n; i++ ) { 
    for( int j = 0; j < m; j++ ) { 
    if( data[ i ][ j ] < threshold ) { 
    totalScores[ i ] = 0; break; } // Of if totalScores[ i ] += data[ i ][ j ]; } // Of for j } // Of for i System.out.println("The total scores are:\r\n" + Arrays.toString( totalScores)); // Step 3. Find the best and worst student. int tempBestIndex = -1; int tempWorstIndex = -1; int tempBestScore = 0; int tempWorstScore = m * upperBound + 1; for( int i = 0; i < n; i++ ) { 
    //Do not consider failed students. if( totalScores[ i ] == 0 ) { 
    continue; } // Of if if( tempBestScore < totalScores[ i ] ) { 
    tempBestScore = totalScores[ i ]; tempBestIndex = i; } // Of if if( tempWorstScore > totalScores[ i ] ) { 
    tempWorstScore = totalScores[ i ]; tempWorstIndex = i; } // Of if } // Of for i // Step 4. Output the student number and score. if( tempBestIndex == -1 ) { 
    System.out.println("Cannot find best student. All students have failed."); } else { 
    System.out.println("The best student is No." + tempBestIndex + " with scores: " + Arrays.toString( data[ tempBestIndex ] ) ); } // Of if if( tempWorstIndex == -1 ) { 
    System.out.println("Cannot find worst student. All students have failed."); } else { 
    System.out.println("The best student is No." + tempWorstIndex + " with scores: " + Arrays.toString( data[ tempWorstIndex ] ) ); } // Of if } // Of task1 } // Of class Task1 

2. 程序执行结果如下
   
   可以看到程序输出了所期望的结果。
   
   

3.其他

1. 了解了java.util.Random类，掌握了一种生成特定区间范围内伪随机整数的方法
2. 对于记录某些特定位置或特定值的变量，初始化时应设为一个无效值，以作为特殊标记，当找不到符合要求的特定位置或值时可作为反馈。