Практические задания по основам Java

Этот репозиторий содержит решения комплексных учебных заданий, направленных на освоение и закрепление фундаментальных и продвинутых концепций языка программирования Java. Каждое задание представляет собой отдельный мини-проект, демонстрирующий различные аспекты ООП, работы со структурами данных и современными API языка.

Содержание

1. Задание 1: Основы ООП — Класс BankAccount
2. Задание 2: Структуры данных и Stream API — Управление автопарком
3. Задание 3: Продвинутое ООП — Система бронирования номеров
4. Задание 4: Функциональное программирование и Рефлексия

---

Задание 1: Основы ООП — Класс BankAccount

Проект, демонстрирующий базовые принципы объектно-ориентированного программирования через создание и управление банковским счетом.

Ключевые навыки и концепции:

• Создание классов и объектов.
• Конструкторы и инициализация полей.
• Методы и логика инкапсуляции.
• Работа с датой и временем (LocalDateTime).
• Переопределение методов класса Object (toString, equals, hashCode).
• Генерация случайных чисел (Random).

Реализованный функционал:

• Класс BankAccount со полями: ownerName, balance, openDate, isLocked.
• Конструктор, который инициализирует счет с начальным балансом и генерирует уникальный 8-значный номер счета.
• Методы для управления счетом:
  • deposit(amount): для пополнения счета.
  • withdraw(amount): для снятия средств с проверкой на достаточный баланс.
  • transfer(otherAccount, amount): для перевода средств на другой счет.
• Переопределен метод toString() для удобного вывода информации о счете.
• Переопределены методы equals() и hashCode() для корректного сравнения объектов счетов.

---

Задание 2: Структуры данных и Stream API — Управление автопарком

Комплексное задание, охватывающее работу с массивами, коллекциями и Stream API для анализа и управления данными об автомобилях.

Ключевые навыки и концепции:

• Массивы: Создание, итерация, фильтрация.
• Коллекции: List, Set, HashSet, Map. Удаление дубликатов, сортировка, модификация.
• equals() / hashCode(): Обеспечение уникальности объектов в коллекциях по кастомному полю (VIN).
• Comparable<T>: Реализация интерфейса для кастомной сортировки объектов.
• Stream API: Фильтрация (filter), сортировка (sorted), ограничение выборки (limit), агрегатные операции (average), группировка (groupingBy).
• Интерактивное консольное приложение: Использование Scanner для создания меню.

Реализованный функционал:

1. Работа с массивами:
   • Создан массив с годами выпуска 50 случайных машин.
   • Реализован вывод машин, выпущенных после 2015 года, и подсчет среднего возраста авто.
2. Работа с коллекциями:
   • Список моделей обработан для удаления дубликатов.
   • Данные отсортированы в обратном алфавитном порядке.
   • Реализована замена моделей "Tesla" на "ELECTRO_CAR".
3. Сравнение автомобилей:
   • Создан класс Car с полями VIN, модель, производитель и т.д.
   • equals() и hashCode() переопределены для сравнения только по VIN, что обеспечивает уникальность машин в HashSet.
   • Реализован Comparable<Car> для сортировки по году выпуска.
4. Анализ с помощью Stream API:
   • Реализованы фильтрация, сортировка и вывод топ-3 самых дорогих машин с пробегом менее 50 000 км.
   • Подсчитан средний пробег всех машин.
   • Автомобили сгруппированы по производителю в Map<String, List<Car>>.
5. Система "Автоцентр":
   • Создан класс CarDealership для управления списком машин.
   • Реализовано интерактивное меню для вызова методов: добавление машины (с проверкой на дубликаты по VIN), поиск по производителю, расчет средней цены по типу, получение статистики и т.д.

---

Задание 3: Продвинутое ООП — Система бронирования номеров

Проект, демонстрирующий глубокое понимание ООП, включая абстракцию, наследование, дженерики и обработку исключений на примере системы отеля.

Ключевые навыки и концепции:

• Наследование и Абстракция: Построение сложной иерархии классов с использованием abstract class (Room, ProRoom).
• Интерфейсы: Определение контрактов для сервисного слоя (RoomService).
• Дженерики (Generics): Использование ограниченных дженериков (<T extends Room>, <T extends LuxRoom>) для создания гибких и типобезопасных сервисов.
• Перечисления (Enum): Создание enum с полями и методами для централизованного и безопасного управления ценами.
• Кастомные исключения: Создание и использование собственного непроверяемого исключения (RoomIsBookedException).
• Разделение ответственности (SoC): Четкое разделение "данных" (классы комнат) и "поведения" (сервисные классы).

Реализованный функционал:

• Иерархия классов комнат (EconomyRoom, StandardRoom, LuxRoom, UltraLuxRoom).
• Запрет на создание экземпляров абстрактных классов Room и ProRoom.
• Сервисный слой:
  • Интерфейс RoomService<T extends Room> с методами clean, reserve, free.
  • Класс HotelRoomService как основная реализация сервиса.
• Обработка ошибок: При попытке забронировать занятую комнату выбрасывается RoomIsBookedException.
• Дополнительные задания:
  • Цены через enum: Создано перечисление Prices, и вся логика установки цен переведена на его использование.
  • Расширенный сервис:
    • Создан интерфейс LuxRoomService, который наследуется от RoomService и добавляет метод foodDelivery.
    • Создан класс PremiumHotelService, реализующий новый интерфейс и работающий только с LuxRoom и его наследниками.
    • В Main классе продемонстрирована типобезопасность системы: попытка заказать еду в EconomyRoom через PremiumHotelService приводит к ошибке компиляции.

Задание 4: Функциональное программирование и Рефлексия

Это задание посвящено двум мощным механизмам Java: лямбда-выражениям и Reflection API. Работа разделена на две части: практическое применение стандартных функциональных интерфейсов и создание собственных аннотаций с их последующей обработкой.

Ключевые навыки и концепции:

• Лямбда-выражения: Написание анонимных функций для реализации функциональных интерфейсов.
• Функциональные интерфейсы: Глубокое понимание и практическое использование:
  • Predicate<T>: для создания условий и фильтрации (включая композицию с and() и or()).
  • Consumer<T>: для выполнения действий над объектом (включая цепочки вызовов с andThen()).
  • Function<T, R>: для преобразования данных из одного типа в другой.
  • Supplier<T>: для генерации или поставки данных.
• Кастомные аннотации: Создание собственных аннотаций с параметрами с использованием мета-аннотаций @Retention(RUNTIME) и @Target.
• Reflection API:
  • Анализ метаданных классов, методов и полей во время выполнения.
  • Чтение аннотаций с классов и их членов (isAnnotationPresent, getAnnotation).
  • Динамический доступ к полям объекта, включая приватные (getDeclaredFields, setAccessible, get).

Реализованный функционал:

1. Работа с лямбда-выражениями:
   • Созданы и продемонстрированы лямбда-выражения для всех основных функциональных интерфейсов из пакета java.util.function.
   • Реализованы проверки строк, обработка объектов и генерация данных с помощью лаконичного функционального синтаксиса.
2. Кастомная аннотация @DeprecatedEx:
   • Создана аннотация, имитирующая стандартную @Deprecated, но с обязательным сообщением об альтернативе.
   • Написан обработчик AnnotationProcessor, который через рефлексию находит все помеченные классы и методы и выводит предупреждающие сообщения в консоль.
3. Кастомная сериализация в JSON с аннотацией @JsonField:
   • Создана аннотация @JsonField, позволяющая задать имя поля для JSON-вывода.
   • Реализован класс JsonSerializer, который:
     • Принимает любой объект.
     • Через рефлексию находит все поля, помеченные @JsonField.
     • Получает доступ к private полям с помощью field.setAccessible(true).
     • Извлекает значения этих полей и формирует из них корректную JSON-строку.