J260713/课后作业/2026年7月20日-作业.md

2026-07-20 JavaSE 课后作业

课程内容：面向对象基础（类与对象、成员变量与成员方法）、封装（private / setter / getter / this）、成员变量 vs 局部变量、对象数组、包（Package）

涉及前序知识：方法 4 种声明方式、数组作为方法参数、三种排序算法（冒泡/选择/插入）、Random 随机数

提交方式：在 提交\姓名\ 目录下创建对应的 Java 源文件

截止时间：下次上课前

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一、基础题（必做）

题目 1：学生类定义与对象创建

难度：⭐
知识点：类与对象、成员变量、成员方法

定义一个 Student 类，包含以下成员：

成员类型	名称	说明
成员变量	name（String）	学生姓名
成员变量	age（int）	学生年龄
成员变量	className（String）	班级名称
成员方法	showInfo()	输出学生所有信息，格式见下方
成员方法	study(String course)	输出"xxx 正在学习 xxx"，例如"张三 正在学习 Java"

输出格式要求：

调用 showInfo() 输出：
姓名：张三
年龄：25
班级：J260713

调用 study("Java") 输出：
张三 正在学习 Java

要求：

• 在 main 方法中创建 2 个 Student 对象
• 为每个对象的属性赋值
• 依次调用 showInfo() 和 study() 方法

示例代码框架：

/**
 * @author 你的姓名
 * @title 题目1：学生类定义与对象创建
 * @create 2026/7/20
 */
public class Demo_01_姓名 {
    public static void main(String[] args) {
        // 创建第一个学生对象
        // 为属性赋值
        // 调用方法
    }
}

// 将 Student 类定义在同一个文件中
class Student {
    String name;
    int age;
    String className;

    public void showInfo() {
        // 输出学生信息
    }

    public void study(String course) {
        // 输出学习信息
    }
}

💡 提示：同一个 .java 文件中可以定义多个类，但只能有一个 public class。

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题目 2：员工信息封装（Emp 类）

难度：⭐⭐
知识点：封装（private、setter/getter）、this 关键字、合法性校验

定义一个 Emp（员工）类，要求对属性进行封装：

私有属性：

属性	类型	说明
id	String	员工编号
name	String	员工姓名
salary	double	薪资（元）

公有方法要求：

1. setter/getter：为每个属性提供标准的 setter 和 getter 方法（参数名与成员变量同名时使用 this 区分）
2. 合法性校验：setSalary(double salary) 中，如果薪资小于 0，输出"薪资不能为负数！"，否则正常赋值
3. 业务方法：work() —— 输出"工号 xxx 的员工 xxx 正在工作……"

测试要求：

• 在 main 方法中创建 Emp 对象
• 通过 setter 赋值（包含合法的薪资和一次非法的负薪资测试）
• 调用 work() 方法
• 通过 getter 输出所有属性

示例代码框架：

/**
 * @author 你的姓名
 * @title 题目2：员工信息封装
 * @create 2026/7/20
 */
public class Demo_02_姓名 {
    public static void main(String[] args) {
        Emp emp = new Emp();
        // 通过 setter 赋值
        // 测试非法薪资
        // 调用 work 方法
        // 通过 getter 输出信息
    }
}

class Emp {
    private String id;
    private String name;
    private double salary;

    // 请补全 getter/setter 方法（使用 this 区分同名参数）
    // 补全 work() 方法
}

💡 提示：当 setter 参数名与成员变量同名时，this.成员变量 = 参数; 是标准写法，不能省略 this。

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二、进阶题（必做）

题目 3：方法重用的综合计算 — MathTools 工具类

难度：⭐⭐⭐
知识点：方法 4 种声明方式综合、质数算法、回文数算法、Random 随机数

定义一个 MathTools 工具类，利用方法的 4 种声明方式完成以下功能：

方法	类型	说明
printPrime()	无参无返回值	输出 1~100 之间的所有质数，每行输出 5 个数
printSum(int n, int m)	有参无返回值	计算并输出 n~m 之间所有整数的累加和
isPalindrome(int num)	有参有返回值	判断一个整数是否为回文数（正着读反着读一样），返回 true/false
getLuckyNumber()	无参有返回值	使用 Random 生成一个 1~100 之间的幸运数字并返回

要求：

• 在 main 方法中调用上述 全部 4 个方法，验证功能
• isPalindrome() 需测试至少 3 个数（如 12321、12345、1221）
• 输出格式清晰

示例运行效果：

1~100 之间的质数：
2    3    5    7    11
13   17   19   23   29
...（省略）
97

n~m 累加和：1 + 2 + ... + 100 = 5050

12321 是回文数：true
12345 是回文数：false
1221 是回文数：true

您的幸运数字是：88

示例代码框架：

/**
 * @author 你的姓名
 * @title 题目3：方法重用的综合计算
 * @create 2026/7/20
 */
public class Demo_03_姓名 {
    public static void main(String[] args) {
        // 调用 printPrime() 输出质数
        // 调用 printSum(1, 100) 计算累加和
        // 调用 isPalindrome() 测试回文数
        // 调用 getLuckyNumber() 获取幸运数字
    }

    // 1. 无参无返回值：输出 1~100 质数
    public static void printPrime() {
        // 补全代码
    }

    // 2. 有参无返回值：计算 n~m 累加和
    public static void printSum(int n, int m) {
        // 补全代码
    }

    // 3. 有参有返回值：判断回文数
    public static boolean isPalindrome(int num) {
        return false; // 补全代码
    }

    // 4. 无参有返回值：获取幸运数字
    public static int getLuckyNumber() {
        return 0; // 补全代码
    }
}

💡 提示：

• 质数：大于 1 且只能被 1 和自身整除的数
• 回文数：将数字转为字符串，用 charAt() 从两端比较；或用数学方法反转数字后与原数比较
• 质数优化：只需要检查到 Math.sqrt(n) 即可

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题目 4：数组排序工具类 — SortUtils

难度：⭐⭐⭐
知识点：数组作为方法参数、冒泡排序、选择排序、插入排序、Arrays.toString()

定义一个 SortUtils 排序工具类，将三种排序算法分别封装为有参无返回值的方法：

方法	说明
bubbleSort(int[] arr)	冒泡排序（升序），带提前结束优化
selectionSort(int[] arr)	选择排序（降序），每轮选最大值
insertionSort(int[] arr)	插入排序（升序），分为已排序和未排序两部分

要求：

1. 每个方法中先输出 "排序前：" + Arrays.toString(arr)，排序后再输出 "排序后：" + Arrays.toString(arr)
2. 在 main 方法中创建一个测试数组，分别调用三种排序方法
3. 三种方法使用 同一个原始数组 测试（每次排序前需要重置数组，或使用副本）

示例运行效果：

======= 冒泡排序（升序） =======
排序前：[29, 10, 14, 37, 13, 33, 48, 22]
排序后：[10, 13, 14, 22, 29, 33, 37, 48]

======= 选择排序（降序） =======
排序前：[29, 10, 14, 37, 13, 33, 48, 22]
排序后：[48, 37, 33, 29, 22, 14, 13, 10]

======= 插入排序（升序） =======
排序前：[29, 10, 14, 37, 13, 33, 48, 22]
排序后：[10, 13, 14, 22, 29, 33, 37, 48]

示例代码框架：

import java.util.Arrays;

/**
 * @author 你的姓名
 * @title 题目4：数组排序工具类
 * @create 2026/7/20
 */
public class Demo_04_姓名 {
    public static void main(String[] args) {
        int[] arr = {29, 10, 14, 37, 13, 33, 48, 22};

        // 调用冒泡排序（每次用原数组副本）
        System.out.println("======= 冒泡排序（升序） =======");
        bubbleSort(Arrays.copyOf(arr, arr.length));

        // 调用选择排序
        System.out.println("======= 选择排序（降序） =======");
        selectionSort(Arrays.copyOf(arr, arr.length));

        // 调用插入排序
        System.out.println("======= 插入排序（升序） =======");
        insertionSort(Arrays.copyOf(arr, arr.length));
    }

    // 1. 冒泡排序（升序 + 提前结束优化）
    public static void bubbleSort(int[] arr) {
        System.out.println("排序前：" + Arrays.toString(arr));
        // 补全冒泡排序代码（使用 boolean 标记优化）
        System.out.println("排序后：" + Arrays.toString(arr));
    }

    // 2. 选择排序（降序：每轮选最大值放前面）
    public static void selectionSort(int[] arr) {
        System.out.println("排序前：" + Arrays.toString(arr));
        // 补全选择排序代码（降序）
        System.out.println("排序后：" + Arrays.toString(arr));
    }

    // 3. 插入排序（升序）
    public static void insertionSort(int[] arr) {
        System.out.println("排序前：" + Arrays.toString(arr));
        // 补全插入排序代码
        System.out.println("排序后：" + Arrays.toString(arr));
    }
}

💡 提示：

• 使用 Arrays.copyOf(原数组, 长度) 创建数组副本，避免改变原数组
• 冒泡排序的提前结束优化：用一个 boolean 标记本轮是否有交换
• 选择排序降序：每轮选出最大值放到未排序部分的最前面

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三、提交要求

文件命名规范

题目	文件名	示例
题目 1	Demo_01_姓名.java	Demo_01_张三.java
题目 2	Demo_02_姓名.java	Demo_02_张三.java
题目 3	Demo_03_姓名.java	Demo_03_张三.java
题目 4	Demo_04_姓名.java	Demo_04_张三.java

文件头注释要求

每个 Java 源文件顶部必须包含以下注释模板：

/**
 * @author 你的姓名
 * @title 题目X：题目名称
 * @create 2026/7/20
 */

提交目录结构

提交\
└─ 姓名\
    ├─ Demo_01_姓名.java
    ├─ Demo_02_姓名.java
    ├─ Demo_03_姓名.java
    └─ Demo_04_姓名.java