日撸 Java 三百行： DAY10 综合任务1

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。