OO总结
一、第四單元作業總結
1、第一次作業
第一次作業針對UML類圖的相關內容，要求實現類信息查詢、繼承與實現關系分析等操作。由于之前從未真正接觸UML類圖（IDEA自動生成UML類圖除外），對一些相關知識還比較陌生，所以本次作業讓我耗費了大量時間去做一些前期的準備工作，比如查找UML類圖的相關資料、認真研究課上的PPT、親自動手畫類圖等等。這些前期工作決定了對UML類圖的掌握程度，也決定了架構以及代碼實現的質量。
我的第一次作業架構主要分為三部分：頂層的是與外部庫（封裝好的jar包）交互模塊，實現UmlInteraction接口，內含查詢類的個數、查詢頂層父類等方法。中層是對從外部庫接收的UML信息進行處理，記錄所有類的所有相關信息以及所有關聯的信息等等。底層是具體的元素類，包含Class類、Operation類、AssocationEnd類等等，真正有用的所有信息都存放在這些類之中。
在UML語言中，我認為各個元素的id十分關鍵，它是UML元素的唯一標識，與各個UML元素一一對應。將這一特點運用在架構當中，就是用Hashmap存放<id,element>鍵值關系，從而可以通過id找到對應的UML元素。而為了能夠通過name找到對應的元素信息，迎合外部接口的需要，需要另外建立Hashmap來存放<name,id>鍵值關系。此外Hashmap還參與構造UMLClass、UMLInterface元素的繼承與實現關系網絡，通過遞歸查詢類的頂層父類以及所有實現的接口。可以說，Hashmap的使用是本次作業設計的關鍵。
本次作業比較難實現的部分，個人認為是查找類實現的所有接口，主要部分為遞歸遍歷接口的所有祖先接口。遞歸部分代碼如下：
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1 public void searchFathers(String interfaceid) { 2 if (!interfaceidmap.containsKey(interfaceid)) { //該接口是否已訪問過 3 interfaceidmap.put(interfaceid, 0); //存放訪問過的接口id 4 interfacenamelist.add(getInterfacemap().get(interfaceid).getName()); 5 Classnode centerinterface = getInterfacemap().get(interfaceid); 6 ArrayList<String> interfacefathers = 7 centerinterface.getinterfacefather(); 8 int length = interfacefathers.size(); 9 for (int i = 0; i <= length - 1; i++) { 10 searchFathers(interfacefathers.get(i)); //遞歸訪問接口的所有父接口 11 } 12 } 13 }
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本次作業的UML類圖如下：
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2、第二次作業
第二次作業同往常一樣，是在第一次作業的基礎之上進行增量設計，只不過此次作業的迭代設計更加典型——整個第一次作業可以直接應用于第二次作業的UML類圖分析部分。也就是說，可以通過繼承來擴充功能類，添加關于UML順序圖與狀態圖的分析部分。第二次作業新增的順序圖與狀態圖部分知識量也不小，同樣需要在設計架構與代碼實現之前做好準備工作。
第二次作業架構與第一次架構思路差別不大，主要是增量設計：在功能類中增加對順序圖和狀態圖的分析，增加State類、Interaction類等等。第二次作業所用到的算法在第一次作業中都有所涉及，比如遞歸查詢父類等。第二次作業新鮮之處在于狀態圖的構建，自己要通過一定的數據結構還原UML狀態圖。其實這部分內容在第三單元早就有所涉及，也就是圖的構建與相關操作。在本次作業中，我依然采用鄰接表的方法建立狀態圖模型，使用dfs算法進行后續狀態的查找。具體的遞歸實現與第一次作業大同小異。
本次作業的UML類圖如下：
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二、各單元架構設計與OO方法理解演進
1、第一單元
第一單元的主題是以長表達式（字符串）為基礎，進行單元拆解。第一單元的作業設計，就是對字符串的拆分與計算的過程，其中拆分為主，計算為輔。第一單元的架構模式在第三次作業中得到了十分明顯的體現：加多項式由乘多項式組成，乘多項式由加多項式組成，各種具體的函數式（冪函數式、三角函數式）可化歸為乘多項式。需要對加多項式和乘多項式分別建模，對應的每個類中既存儲構成多項式的數據，又自帶求導方法。
在第一單元中，我從對java語法一知半解到比較熟練地運用，思維從面向過程逐步過渡到初步的面向對象。第一次作業中，我總共就設計了三個類，一個類進行字符串的拆分，一個類存儲所有拆分過的子表達式，另一個類進行計算。結果每個類都十分冗長難看，每個方法都十分復雜，十分面向過程，難以理解與維護。第三次作業，我對每種多項式都設計了對應的類，并單獨設計字符串拆分與匹配的功能類，架構上有所進步。
2、第二單元
第二單元的主題是基于多線程的電梯調度設計。在本單元中我第一次接觸到多線程編程，學習了不少java多線程的知識。第二單元的架構主要是對電梯線程與乘客線程分別建模，將調度器與電梯、乘客分離，可以對調度器單開一個線程。第二單元的需求情景類似于生產者與消費者模型，調度器接收并處理來自于乘客（生產者）的請求，電梯（消費者）主動地從調度器中接取請求。
在本單元中，我對線程安全的理解逐漸深刻，對面向對象設計架構的理解也逐漸加深。在代碼實踐過程中，能夠更加輕松地對需求情景中的對象進行抽象，更加熟練地對對象之間的聯系進行分析與建模。
3、第三單元
第三單元的主題是JML規格化設計，其實可以說是圖論相關算法單元。在本單元中我第一次接觸到JML語言與規格化設計方法，并在第一次作業中得到實踐應用。第一次作業比較簡單，看規格寫代碼，再加以適當的優化，沒什么好說的。第二、三次作業的主題是基于圖的算法應用，包括最短路徑算法、bfs與dfs等遍歷算法等等。
要運用圖論的算法，首先要正確、高效地建立圖模型。我在兩次作業中都采用了鄰接表方式建模，用Hashmap進行節點的鄰接關系映射。第二次作業中，我將不同路徑id相同的點視作一個點進行建模；而在第三次作業中，我對所有的點都分開建模。增量設計使得我采用繼承的方式，保留關于圖的計算類（內含最短路徑算法與dfs遍歷算法）以及節點類（存儲id以及pathid還有鄰接節點的相關信息）。
第三單元訓練了我的建模能力，強化了我對圖論算法的熟練使用。并且對java各種容器類的使用也更加熟練，能夠利用各種容器類快速地組織起來適合于相應算法的數據結構。
4、第四單元
第四單元的主題是UML模型的分析。知識量大，代碼任務也很重。在本單元中UML的各種元素都要在架構中有所體現，具體形式是對應為一個個具體的類，存儲UML元素的信息與相關操作。對UML模型的理解十分關鍵，理解的透徹，寫起代碼來就輕松自如。具體的架構與設計在之前已經進行說明，不再贅述。
通過對UML的學習與理解，我對面向對象的理解也更加透徹。類的內部元素、類與類之間的關系，從UML圖上，映射到了我們的代碼之中。
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三、各單元測試理解與實踐演進
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1、第一單元
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初步接觸java語言與面向對象編程，我對測試的理解還停留在大一的c語言面向過程階段，缺乏調試大量工程代碼的經驗。關于測試樣例的構造不太全面與充分，測試的方法還停留在面向過程測試階段，缺乏模塊化測試思想。第一單元的測試比較盲目，就是自己構造一些不同類別的多項式，進行測試。測試樣例不多，質量也欠佳。通過測試找bug更多的是依靠運氣，缺乏理性分析。
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2、第二單元
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在第二單元中，我的測試能力有所進步。在實踐上我開始進行模塊化測試，將測試分成幾部分進行：對于線程安全的測試，對于電梯內部行為的測試……并且對于多線程的測試經驗從無到有，也自己總結了一些多線程測試的小技巧：打印語句判斷輪詢、在線程等待與喚醒處設置標志……不過對于測試樣例的構造還尚未做到全面與充分。
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3、第三單元
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在第三單元中我開始嘗試編寫測試程序，對類內部的數據進行合法性判斷，確定對于數據的處理是正確的、各個類得到的信息是正確的。這使得我的測試效率大大提高，不用完整地跑一組測試樣例，就可以找到一些關于數據處理的bug。此外，我關于測試樣例的構造也在不斷地進步，能夠理性地分析每個測試樣例的側重點，更加全面地構造測試樣例。
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4、第四單元
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第四單元的測試要結合UML圖，不過本質上并沒有變化。在這一單元中我的每個測試樣例的側重點更加突出，測試目的更加明確。并且我繼續保持著編寫測試程序的習慣，寫完代碼，先寫測試程序，先保證每個類得到的數據是正確的。對于功能類，即對數據的分析處理，我進行模塊化的測試，對于類的計數、類的可見性查詢、類的頂級父類查詢等各種操作分別進行充分的測試。
四、課程收獲總結
經過一個學期的面向對象編程訓練，寫了11次復雜的代碼作業與4次總結性的博客作業，我的面向對象設計與構造能力得到了很大的提升。從一開始的盲目、混亂的架構以及可維護性極差的代碼實現，到后來的理性的、面向對象式的架構以及較高質量的代碼實現，我的設計架構能力與代碼實現能力有了不小的進步；從一開始的隨緣測試、大海撈針找bug，到后來的科學構造測試樣例、編寫測試程序以及模塊化測試，我的測試水平得到了提升。
除了能力上的提升，知識上的收獲也十分豐碩：第一單元讓我熟練掌握字符串相關操作，學習了不少正則表達式相關知識；第二單元讓我了解了java多線程的許多知識，對鎖、wait、notify、jion等知識與概念有了比較深刻的理解；第三單元讓我復習了大一下學期的算法與數據結構，對圖論的相關知識有了更深的理解，同時也學到了很多JML的相關知識；第四單元讓我學到了很多UML的知識，并能夠熟練地通過畫UML圖來表述自己的架構。
五、對課程的改進建議
1、官方的對指導書的擴張解釋或類推解釋、重測等重大消息，除了在討論區開貼說明之外，最好能夠以更加有效的方式及時地通知到大家（比如在通知群里通知大家等）。
2、最好能在課程中心建立相關課程欄目，方便及時地給大家發放PPT等課程資料（就像計組、OS、馬原等課程一樣）。
3、部分作業好像不太符合單元主題（對，就是第三（JML（圖論））單元，大家在第三單元里都忙著學習和選擇相關算法，缺乏對JML的學習和規格化設計）。
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總結
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