Scala 图书馆管理系统代码解析## 实训一：可变 Map 实现图书馆管理系统 ### 代码结构解析 ```scala

实训一：可变 Map 实现图书馆管理系统

代码结构解析

import scala.collection.mutable

object LibraryMapSystem {
  def main(args: Array[String]): Unit = {
    // 代码实现...
  }
}

解析：

import scala.collection.mutable - 导入可变集合包
object LibraryMapSystem - 创建单例对象
main 方法 - 程序入口点

1. 创建可变 Map

val library = mutable.Map[String, (String, String, Int)](
  "B001" -> ("Scala 编程", "Martin Odersky", 5),
  "B002" -> ("Java 核心技术", "Cay Horstmann", 3),
  "B003" -> ("Python 学习手册", "Mark Lutz", 7)
)

解析：

mutable.Map[String, (String, String, Int)] - 创建键为String，值为三元组的可变Map
键：书籍编号（如 "B001"）
值：元组包含（书籍名称，作者，库存数量）
使用 -> 操作符创建键值对

2. 添加新书籍

library += ("B004" -> ("数据结构与算法", "严蔚敏", 4))
library += ("B005" -> ("设计模式", "Erich Gamma", 6))

解析：

+= 操作符 - 向可变Map添加新元素
语法：map += (key -> value)
如果键已存在，会更新对应的值

3. 查询书籍信息

val bookId = "B002"
val bookInfo = library.get(bookId)
bookInfo match {
  case Some((name, author, stock)) => 
    println(s"找到书籍: $name, 作者: $author, 库存: $stock")
  case None => 
    println(s"未找到编号为 $bookId 的书籍")
}

解析：

library.get(bookId) - 安全获取值，返回 Option 类型
Option 类型：Some(value) 或 None
使用模式匹配处理两种可能情况
避免直接使用 library(bookId) 可能抛出异常

4. 修改库存数量

library.get(updateId) match {
  case Some((name, author, stock)) =>
    library(updateId) = (name, author, stock + 2)
    println(s"修改后: ${library(updateId)}")
  case None => 
    println(s"未找到要修改的书籍")
}

解析：

先检查书籍是否存在
使用 library(key) = newValue 语法更新值
元组是不可变的，所以创建新的元组替换原值
体现了可变Map的特性：可以修改已存在的键值对

5. 删除书籍

library -= removeId

解析：

-= 操作符 - 从Map中移除指定键的元素
语法：map -= key
如果键不存在，操作不会产生错误

6. 遍历打印

library.foreach { case (id, (name, author, stock)) =>
  println(s"编号: $id, 书名: $name, 作者: $author, 库存: $stock")
}

解析：

foreach - 遍历集合的每个元素
使用模式匹配解构键值对
case (id, (name, author, stock)) - 分别提取键和元组的各个部分

实训二：可变 Set 实现图书馆管理系统

1. 创建可变 Set

val library1 = mutable.Set[String](
  "Scala 程序设计",
  "Java 编程思想", 
  "Scala 实战"
)

解析：

mutable.Set[String] - 创建字符串类型的可变Set
Set特性：元素唯一，无序
初始化时传入初始元素

2. 添加和删除元素

library1 += "Python 从入门到实践"
library1 += "数据结构与算法分析"
library1 -= "Scala 实战"

解析：

+= - 向Set添加元素，如果元素已存在则无变化
-= - 从Set移除元素，如果元素不存在则无变化
这些操作都会修改原Set

3. 检查元素存在性

val searchBook = "Python 从入门到实践"
if (library1.contains(searchBook)) {
  println(s"《$searchBook》在图书馆中")
} else {
  println(s"《$searchBook》不在图书馆中")
}

解析：

contains 方法 - 检查Set是否包含指定元素
返回布尔值：true 或 false
时间复杂度接近 O(1)，查找效率高

4. 集合运算

// 创建第二个Set
val library2 = mutable.Set[String](
  "Java 编程思想",
  "Python 从入门到实践", 
  "C++ Primer",
  "算法导论"
)

// 并集
val unionSet = library1.union(library2)

// 交集  
val intersectSet = library1.intersect(library2)

// 差集
val diffSet = library1.diff(library2)

解析：

并集 (union)：

包含两个集合中的所有元素
重复元素只出现一次
数学表示：A ∪ B

交集 (intersect)：

只包含两个集合中都存在的元素
数学表示：A ∩ B

差集 (diff)：

包含在第一个集合但不在第二个集合中的元素
library1.diff(library2) = 在library1中但不在library2中的书籍
数学表示：A - B

重要特性对比

特性	可变Map	可变Set
元素类型	键值对	单个元素
查询方式	通过键查询	直接检查元素存在性
添加操作	`map += (key -> value)`	`set += element`
删除操作	`map -= key`	`set -= element`
主要用途	存储关联数据	存储唯一元素集合

学习要点总结

可变集合 vs 不可变集合
- 可变集合：可以直接修改
- 不可变集合：操作返回新集合
Option类型的安全使用
- 使用get方法避免空指针异常
- 模式匹配处理Some和None
集合操作符
- += 和 -= 用于修改可变集合
- 集合运算：union, intersect, diff