Java: классы, интерфейсы и коллекции

Структура класса в Java, конструкторы и модификаторы доступа, интерфейсы и абстрактные классы, коллекции List, Set, Map, обобщения, исключения и работа с файлами.

Java остаётся основным языком курсовых по объектно-ориентированному программированию: строгая типизация не позволяет обойти принципы ООП, а значит работа получается показательной.

Класс и объект

public class Student {
    private String name;              // поля закрыты — инкапсуляция
    private int course;
    private double avgGrade;

    public Student(String name, int course) {   // конструктор
        this.name = name;
        this.course = course;
        this.avgGrade = 0.0;
    }

    public String getName() { return name; }

    public void setAvgGrade(double grade) {
        if (grade < 2 || grade > 5)
            throw new IllegalArgumentException("Оценка вне диапазона: " + grade);
        this.avgGrade = grade;
    }

    public boolean isHonors() { return avgGrade >= 4.5; }

    @Override
    public String toString() {
        return String.format("%s, %d курс, средний балл %.2f", name, course, avgGrade);
    }
}

Наследование и полиморфизм

public abstract class Employee {
    protected String name;
    protected double baseSalary;

    public Employee(String name, double baseSalary) {
        this.name = name;
        this.baseSalary = baseSalary;
    }

    public abstract double calculateSalary();   // обязателен к реализации

    public void printInfo() {
        System.out.printf("%s: %.2f руб.%n", name, calculateSalary());
    }
}

class Manager extends Employee {
    private double bonus;

    public Manager(String name, double base, double bonus) {
        super(name, base);
        this.bonus = bonus;
    }

    @Override
    public double calculateSalary() { return baseSalary + bonus; }
}

class Worker extends Employee {
    private int hours;
    private double rate;

    public Worker(String name, int hours, double rate) {
        super(name, 0);
        this.hours = hours;
        this.rate  = rate;
    }

    @Override
    public double calculateSalary() { return hours * rate; }
}

// Полиморфизм: один цикл обрабатывает разные типы
Employee[] staff = { new Manager("Иванов", 80000, 20000),
                     new Worker("Петров", 160, 500) };
for (Employee e : staff) e.printInfo();

Интерфейс или абстрактный класс

public interface Printable {
    void print();
    default String header() { return "=== Отчёт ==="; }
}

public class Report implements Printable, Comparable<Report> {
    private int priority;

    @Override public void print() { System.out.println(header()); }

    @Override public int compareTo(Report other) {
        return Integer.compare(this.priority, other.priority);
    }
}

Коллекции

import java.util.*;
import java.util.stream.*;

List<Student> students = new ArrayList<>();
students.add(new Student("Иванов", 3));
students.add(new Student("Петров", 2));

// Сортировка по нескольким критериям
students.sort(Comparator.comparing(Student::getCourse)
                        .thenComparing(Student::getName));

// Группировка через Stream API
Map<Integer, List<Student>> byCourse = students.stream()
    .collect(Collectors.groupingBy(Student::getCourse));

// Фильтрация и подсчёт
long honors = students.stream().filter(Student::isHonors).count();

// Обход HashMap
Map<String, Integer> grades = new HashMap<>();
grades.put("Математика", 5);
for (Map.Entry<String, Integer> e : grades.entrySet())
    System.out.println(e.getKey() + ": " + e.getValue());

Исключения

// try-with-resources закрывает файл автоматически
try (BufferedReader br = new BufferedReader(new FileReader("data.txt"))) {
    String line;
    while ((line = br.readLine()) != null) {
        System.out.println(line);
    }
} catch (FileNotFoundException e) {
    System.err.println("Файл не найден: " + e.getMessage());
} catch (IOException e) {
    System.err.println("Ошибка чтения: " + e.getMessage());
} finally {
    System.out.println("Обработка завершена");
}

// Своё исключение
class InvalidGradeException extends Exception {
    public InvalidGradeException(String msg) { super(msg); }
}

• Проверяемые исключения (checked) наследуются от Exception и требуют обработки или объявления throws — компилятор не пропустит иначе.
• Непроверяемые (RuntimeException) — ошибки программиста: выход за границу массива, обращение по null, деление на ноль.
• Пустой блок catch — худшее, что можно сделать: ошибка исчезает бесследно. Как минимум логируйте её.
• try-with-resources предпочтительнее finally: закрывает ресурс даже при исключении в самом закрытии.

Что включить в отчёт

1. Диаграмма классов UML — обязательное требование почти всех кафедр.
2. Обоснование выбора коллекций: почему HashMap, а не ArrayList.
3. Демонстрация всех трёх принципов ООП с указанием, где именно они применены.
4. Обработка некорректного ввода — покажите, что программа не падает.
5. Модульные тесты на JUnit, хотя бы на ключевые методы.