第 6 周：Maven、JUnit 与集合进阶

本周目标

本周用前 3 天把项目工程化，用后 3 天把集合从“会用”提升到“会选、会组合”。完成后，应能够：

说明 Maven 的作用、坐标和标准目录结构，并执行常用生命周期命令
使用 JUnit 为核心业务方法编写单元测试
使用日志替代散落的 System.out.println()
把第 5 周的项目迁移为 Maven 工程并打出可运行 jar
说明 Map 三种实现的区别，并使用集合嵌套组织多层数据
使用 Comparable 和 Comparator 实现多字段排序
使用 Collections 工具类和 commons-io 简化代码

学习资料与范围

主课程：Java 零基础视频教程（下部）
视频范围：下部 JUnit 与集合进阶章节；Maven 参考视频待定

Maven 确定课程后再补充章节映射，也可以直接参考 Maven 官方文档；日志不在课程范围内，参考所用日志框架文档即可。下部 IO 章节中与第 5 周重复的部分（异常、File、字节流、字符流、缓冲流、序列化）直接跳过，只补递归遍历、打印流和 commons-io。

学习模块	学习结果
Maven 坐标、仓库、依赖与标准目录结构	能够为新项目引入第三方依赖
Maven 生命周期、常用命令与打包插件	能够编译、测试、打包并独立运行
JUnit 5 注解、断言与测试用例设计	能够为业务方法编写可重复执行的测试
日志级别与文件输出	能够用日志记录程序运行信息
Map 体系与常用实现类	能够按需求选择合适的 Map 实现
Set 进阶、集合嵌套与集合工具类	能够去重、分组并使用 `Collections`
`Comparable` 与 `Comparator`	能够实现单字段和多字段排序
递归、打印流与 commons-io	能够用更少的代码完成文件操作

本周任务量较大。如果时间不够，把 TreeMap 和 Set 进阶的练习顺延到第 7 周，但 Maven 和 JUnit 必须当周完成，否则后面的项目改造没有基础。

需要掌握的知识点

Maven

Maven 解决的问题：依赖管理、统一目录结构、统一构建流程
groupId、artifactId、version 坐标，本地仓库、中央仓库和镜像
pom.xml 常用标签，依赖的 compile、test、provided 作用范围
标准结构 src/main/java、src/main/resources、src/test/java
clean、compile、test、package 的执行顺序和作用
打包插件生成可执行 jar，并在项目目录外运行
使用属性统一管理版本号，通过 .gitignore 排除 target 目录

单元测试与日志

单元测试的价值：改动后快速回归，不再手工重复点菜单
@Test、@BeforeEach、@AfterEach、@DisplayName
assertEquals、assertTrue、assertNull、assertThrows 等断言
测试用例设计：正常值、边界值、异常值
assertThrows 验证自定义异常，测试之间保持独立
日志级别 trace、debug、info、warn、error
SLF4J 加日志实现的基本配置，输出到控制台和文件
日志写关键参数，替换大部分调试输出

集合进阶

HashMap、LinkedHashMap、TreeMap 对键顺序的处理差异
键对象的 hashCode() 与 equals() 约定
getOrDefault()、computeIfAbsent() 在分组统计中的用法
HashSet、LinkedHashSet、TreeSet 的特点和适用场景
集合嵌套：Map<String, List<Student>> 的表达能力和嵌套过深的风险
Comparable 的自然排序与 Comparator 的外部排序
Comparator.comparing()、thenComparing()、reversed() 链式写法
比较器提取为常量或工具类，避免重复代码
Collections 的排序、最值、反转和不可变包装
commons-io 的 FileUtils、IOUtils 与手写流代码的对比

必做任务

创建 Maven 项目，完成 clean、compile、package 并记录输出。
在 pom.xml 引入 JUnit 5 和日志依赖，说明每个依赖的作用范围。
把第 5 周项目迁移到标准目录结构，检查类、配置和数据文件位置。
为 StudentService 编写单元测试，覆盖正常、边界和异常三类用例。
使用 assertThrows 验证 StudentNotFoundException 和 DuplicateStudentIdException。
在业务层和持久化层接入日志，配置输出到文件。
生成可执行 jar，在项目目录外运行并完成一次完整操作。
使用 Git 新建功能分支完成“日志接入”，合并回主分支。
对比 HashMap、LinkedHashMap、TreeMap 保存同一批学生时的输出顺序。
使用 Comparator 链式写法实现总分降序、学号升序排序。
使用 computeIfAbsent() 把学生按班级分组为 Map<String, List<Student>>。
使用 Set 对学生去重，并说明必须重写 hashCode() 和 equals() 的原因。
使用 Collections 完成排序与不可变包装，使用 commons-io 替换手写流代码。

本周综合任务：项目工程化与数据层重构

在第 5 周项目基础上完成工程化改造和数据层重构，不新增业务功能。

要求：

项目改为标准 Maven 目录结构，mvn package 能够成功
依赖集中写在 pom.xml，不手动下载 jar 包
为 service 层核心方法补充单元测试，覆盖正常、边界和异常用例
使用日志记录启动、数据加载、数据保存和关键业务操作
使用 Map<String, Student> 学号索引替换遍历查找
使用集合嵌套实现按班级分组，输出班级人数和平均分
把排序规则提取为 Comparator 常量，供多处复用
使用 commons-io 和 Properties 替换手写的文件读写与配置代码
更新 README，补充构建命令、运行命令和测试命令

本周产出

Maven 化后的项目源码、pom.xml 和可执行 jar
JUnit 测试类与测试结果
日志配置文件与运行日志
集合进阶练习代码与重构后的数据层
一份 Maven 常用命令、JUnit 断言和集合选择速查笔记

完成检查

能够说明 Maven 坐标、仓库和依赖范围的作用
能够执行生命周期命令并打包独立运行
能够为业务方法编写可重复执行的单元测试
能够使用日志替代调试输出并输出日志文件
能够说明三种 Map 实现和三种 Set 实现的适用场景
能够使用集合嵌套表达多层数据并控制嵌套层数
能够使用 Comparable 和 Comparator 完成多字段排序
能够使用 Collections 和 commons-io 简化代码
已完成项目 Maven 化与数据层重构，单元测试全部通过