Summary of OO Unit4

一、本单元作业的架构设计

本单元中，我对几个关键的UmlElement进行了包装，使它们存储的信息更多，查询功能更全面。同时，基于UmlClass与UmlInterface的行为共性，建立了共同接口UmlClassic。此外，将实现视为特殊的继承，无论是继承还是实现，都把id放到同一个HashSet内进行管理。缺点在于，没有对各个查询方法进行封装，而是直接在用户交互层面进行。

在第二次作业中，新增的功能并不多，但由于第一次作业没有抽象出图类，因此我进行了小幅度的重构。我为三种图设计了三个类，将第一次作业的许多查询方法封装到类图中，存储相关元素的包装类，为了方便和偷懒，每一个元素都有两个HashMap，分别以id和name为key。

在第三次作业中，需要进行八种有效性检查，其中个人认为最棘手的是R002-R004。为此，在继承与实现的结构层次上，我在每个类、接口中除了记录父节点，还记录所有子节点，从而在有新的继承时，对父子类实现同步更新，并针对R003、R004，直接从父节点往下进行广搜。对其他的检查，可以直接在图的构造过程中完成判断，因此在输入结束后，我已经获得了所有检查的判断结果。

以下是第三次作业的UML类图（只画出了关键的几个类，其余元素单纯只是被存储到了它们之中）：

二、四个单元中架构设计及OO方法理解的演进

在第一单元，我还停留在面向过程的思维，没有抽象，没有分工，直到第三次作业才有了建立表达式树分层次管理的意识，也是从这时候起，我开始有了抽象、分类、包装的意识。

在第二单元，我在架构上下了功夫，使用生产者消费者模式，代码耦合度低，分工明确，这个单元也是我将面向对象设计理念运用得最好的一次。通过这个单元作业和实验的练习，我体会到了善用架构对程序的功能管理、迭代开发的好处。

在第三单元，本以为上个单元是一个开始，实际上却成了巅峰。依赖着jml，我在架构设计上犯懒严重，代码虽然有一定的分工，但还是回到了面向过程的老毛病。一个单元下来，我体会到了从规格的角度出发审视、设计代码的重要性。从规格出发，我们就能成为代码的主人。

在第四单元，架构上还不错，起到了一定的解耦作用，但由于时间较紧，代码比较难看。不过，本单元学习之后，我对OO方法有了进一步认识，知道了如何用面向对象式的抽象又直观的描述逻辑，把系统抽象表示为类和类之间的协同，通过可视化的模型图来描述和展示系统功能、结构和行为。

三、四个单元中测试理解与实践的演进

第一单元：采用python的sympy、xeger库随机生成数据进行测试，为了防止ctle，还手动构造了一些测试数据。

第二单元：个人认为本单元只需处理好几个特殊的输入情况即可基本完成测试，因此没有使用随机生成的数据，而是搭建了一个输入接口，实现延时读入乘客的功能。源码如下：

import java.io.InputStream;
import java.util.List;
import java.util.Scanner;
import java.util.concurrent.Executors;
import java.util.concurrent.ScheduledExecutorService;
import java.util.concurrent.TimeUnit;
import java.util.function.Consumer;
import java.util.regex.Matcher;
import java.util.regex.Pattern;

public class ScheduledInput {
    private static final Pattern PATTERN = Pattern.compile("^\\[(?\\d+.\\d+)](?\\d+)-FROM-(?(-|\\+|)\\d+)-TO-(?(-|\\+|)\\d+)\\s*$");

    private final Scanner scanner;
    private final ScheduledExecutorService executor;
    private final Consumer consumer;
    private final Runnable closeRunnable;
    private final List elevators;

    public ScheduledInput(InputStream input, Consumer consumer, Runnable closeRunnable,
                          List elevators) {
        this.scanner = new Scanner(input);
        this.consumer = consumer;
        this.closeRunnable = closeRunnable;
        this.executor = Executors.newSingleThreadScheduledExecutor();
        this.elevators = elevators;
    }

    public void start() {
        while (true) {
            try {
                String s = scanner.nextLine();
                if (s.isEmpty()) {
                    scanner.close();
                    executor.shutdown();
                    closeRunnable.run();
                    return;
                }
                parse(s);
            } catch (Exception e) {
                e.printStackTrace();
            }
        }
    }

    public void parse(String s) {
        Matcher matcher = PATTERN.matcher(s);
        if (!matcher.matches()) throw new IllegalArgumentException();

        long time = (long) (Double.parseDouble(matcher.group("time")) * 1000);
        int personId = Integer.parseInt(matcher.group("personId"));
        int fromFloor = Integer.parseInt(matcher.group("fromFloor"));
        int toFloor = Integer.parseInt(matcher.group("toFloor"));
        Passenger passenger = new Passenger(personId, fromFloor, toFloor);
        passenger.compute(elevators);
        executor.schedule(() -> consumer.accept(passenger), time, TimeUnit.MILLISECONDS);
    }
}

第三单元：本单元过于掉以轻心，只采取了手动构造数据+与同学对拍的方式，测试得并不充分，导致了三次作业失分严重。后来在单元结束时，学会了使用Junit进行测试。

第四单元：个人认为，本单元和第二单元类似，只要在保证基本功能的正确性后，处理好少数几个特殊情况即可，因此主要通过手动画图、利用官方包导出数据的方式进行测试。

四、课程收获

一学期下来，我最大的收获就是学会了用抽象的方式剖析任务。面对较为复杂的需求，不再一头雾水，想到什么写什么，而会首先分析内在逻辑，归纳功能层次，提取潜在共性，设计出一个脉络清晰、有明确分工的程序。

此外，我对数据结构与程序设计的结合有了新的认识，二者是相辅相成的。同时，也纠正了以前学习这两门课时固有的面向过程的设计思维，学会用更清晰的逻辑设计程序。

五、三个具体改进建议

研讨课希望能更看重质，而不是量。对报名的同学进行严格甄选，将空谈理论的予以淘汰。如果实在没有合适的人，不如带领我们阅读一些官方源码或者好的文章，宁缺毋滥。

第三单元中算法似乎过于抢戏，有的同学为了不在测试中超时，优化了算法而牺牲了架构，背离了OO的理念。

第四单元的理论课似乎没有起到足够的知识积累的作用，理论部分占比太大，对三类图的讲解偏少。虽然课后在讨论区还有暖心贴、答疑帖，但还是希望课上能学到更多具体的内容。

六、线上学习OO课程的体会

就我个人感受而言，OO课不同于传统理工科课程，如数学、物理等，更多时候是学生自己在实践中发现问题、解决问题，达到学习的效果，因此无所谓线上线下。不过若论课堂讨论的活跃程度，自然是现场上课要好得多。