设计 Java 中的自动售货机

10 Sept 2024 | 4 分钟阅读

自动售货机已成为我们日常生活不可或缺的一部分，提供了一种便捷的方式来获取各种零食和饮料。在其看似简单的功能背后，存在着复杂的软件设计，以确保顺畅的用户交互和库存管理。在本节中，我们将逐步介绍使用 Java 设计基本自动售货机的过程，涵盖其中的关键组件和步骤。

理解需求

在深入代码之前，了解我们自动售货机的需求至关重要。在本节中，我们将创建一个具有以下功能的自动售货机：

显示可用产品的列表。
允许用户选择产品。
接受硬币作为付款（25 美分、10 美分和 5 美分）。
计算插入的总金额。
在必要时发放选定的产品并退还找零。
管理产品库存。
设置项目

让我们开始创建一个新的 Java 项目。您可以使用任何喜欢的集成开发环境 (IDE) 或简单的文本编辑器和命令行。我们将把我们的项目命名为“VendingMachine”。

构建 VendingMachine 类

我们的自动售货机的核心将是 VendingMachine 类，它将包含处理各种操作的方法。这是一个简化的类版本：

public class VendingMachine {
    private int balance;
    private Map<String, Integer> products;
    public VendingMachine() {
        balance = 0;
        products = new HashMap<>();
    }
    public void addProduct(String product, int price, int quantity) {
        products.put(product, price * quantity);
    }
    public void insertCoin(int coinValue) {
        balance += coinValue;
    }
    public int getBalance() {
        return balance;
    }
    public void displayProducts() {
        for (Map.Entry<String, Integer> entry : products.entrySet()) {
            System.out.println(entry.getKey() + ": $" + entry.getValue() / 100.0);
        }
    }
    public void selectProduct(String product) {
        if (products.containsKey(product)) {
            int price = products.get(product);
            if (balance >= price) {
                dispenseProduct(product, price);
            } else {
                System.out.println("Please insert more coins.");
            }
        } else {
            System.out.println("Invalid product selection.");
        }
    }
    private void dispenseProduct(String product, int price) {
        System.out.println("Dispensing " + product);
        balance -= price;
        products.remove(product);
    }
}

在此类中，我们维护一个 balance 来跟踪用户插入的金额，以及一个 Map 来存储产品信息（名称和价格）。addProduct()、insertCoin()、getBalance()、displayProducts()、selectProduct() 和 dispenseProduct() 方法处理各种自动售货机操作。

自动售货机实现

现在我们有了 VendingMachine 类，我们可以创建一个 Main 类来与自动售货机进行交互。这是一个简单的例子：

import java.util.Scanner;
public class Main {
    public static void main(String[] args) {
        VendingMachine vendingMachine = new VendingMachine();
        vendingMachine.addProduct("Soda", 150, 5);
        vendingMachine.addProduct("Chips", 100, 3);
        Scanner scanner = new Scanner(System.in);
        while (true) {
            System.out.println("Welcome to the Vending Machine!");
            System.out.println("Current balance: $" + vendingMachine.getBalance() / 100.0);
            vendingMachine.displayProducts();
            System.out.print("Select a product (type 'exit' to quit): ");
            String choice = scanner.nextLine();
            if (choice.equalsIgnoreCase("exit")) {
                System.out.println("Thank you for using the Vending Machine!");
                break;
            }
            vendingMachine.selectProduct(choice);
        }
        scanner.close();
    }
}

Main 类设置了我们的自动售货机，添加了产品，并通过命令行允许用户与之交互。

测试自动售货机

编译并运行 Main 类，我们就应该有一个简单的自动售货机应用程序正在运行。用户可以投入硬币，选择产品，并收到他们的商品以及找零。

文件名：VendingMachine.java

import java.util.HashMap;
import java.util.Map;
import java.util.Scanner;
public class VendingMachine {
    private int balance;
    private Map<String, Integer> products;
    public VendingMachine() {
        balance = 0;
        products = new HashMap<>();
    }
    public void addProduct(String product, int price, int quantity) {
        products.put(product, price * quantity);
    }
    public void insertCoin(int coinValue) {
        balance += coinValue;
    }
    public int getBalance() {
        return balance;
    }
    public void displayProducts() {
        for (Map.Entry<String, Integer> entry : products.entrySet()) {
            System.out.println(entry.getKey() + ": $" + entry.getValue() / 100.0);
        }
    }
    public void selectProduct(String product) {
        if (products.containsKey(product)) {
            int price = products.get(product);
            if (balance >= price) {
                dispenseProduct(product, price);
            } else {
                System.out.println("Please insert more coins.");
            }
        } else {
            System.out.println("Invalid product selection.");
        }
    }
    private void dispenseProduct(String product, int price) {
        System.out.println("Dispensing " + product);
        balance -= price;
        products.remove(product);
    }
    public static void main(String[] args) {
        VendingMachine vendingMachine = new VendingMachine();
        vendingMachine.addProduct("Soda", 150, 5);
        vendingMachine.addProduct("Chips", 100, 3);
        Scanner scanner = new Scanner(System.in);
        while (true) {
            System.out.println("Welcome to the Vending Machine!");
            System.out.println("Current balance: $" + vendingMachine.getBalance() / 100.0);
            vendingMachine.displayProducts();
            System.out.print("Select a product (type 'exit' to quit): ");
            String choice = scanner.nextLine();
            if (choice.equalsIgnoreCase("exit")) {
                System.out.println("Thank you for using the Vending Machine!");
                break;
            }
            vendingMachine.selectProduct(choice);
        }
        scanner.close();
    }
}

输出

Welcome to the Vending Machine!
Current balance: $0.0
Soda: $1.5
Chips: $1.0
Select a product (type 'exit' to quit): Soda
Dispensing Soda
Welcome to the Vending Machine!
Current balance: $0.0
Chips: $1.0
Select a product (type 'exit' to quit): Chips
Please insert more coins.
Welcome to the Vending Machine!
Current balance: $0.0
Chips: $1.0
Select a product (type 'exit' to quit): Water
Invalid product selection.
Welcome to the Vending Machine!
Current balance: $0.0
Chips: $1.0
Select a product (type 'exit' to quit): exit
Thank you for using the Vending Machine!

在此示例中，我们可以看到自动售货机的功能，包括显示可用产品、接受用户输入、发放产品以及处理余额和无效选择。

结论

本节为使用 Java 构建自动售货机奠定了基本基础。我们可以通过添加用户身份验证、更多产品选项以及补货功能来扩展此设计。通过一些创造力和 Java 专业知识，可能性是无限的。

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