软件构造Lab3-实验报告

1. 实验目标概述

本次实验覆盖课程第3、5、6 章的内容，目标是编写具有可复用性和可维护性的软件，主要使用以下软件构造技术：

⚫ 子类型、泛型、多态、重写、重载

⚫ 继承、代理、组合

⚫ 常见的OO 设计模式

⚫ 语法驱动的编程、正则表达式

⚫ 基于状态的编程

⚫ API设计、API 复用

本次实验给定了五个具体应用（径赛方案编排、太阳系行星模拟、原子结构可视化、个人移动App 生态系统、个人社交系统），学生不是直接针对五个应用分别编程实现，而是通过ADT 和泛型等抽象技术，开发一套可复用的ADT 及其实现，充分考虑这些应用之间的相似性和差异性，使ADT 有更大程度的复用（可复用性）和更容易面向各种变化（可维护性）。

1. 实验环境配置

实验环境设置请参见Lab-0 实验指南。

在这里给出你的GitHub Lab3仓库的URL地址（Lab3-学号）。

https://github.com/ComputerScienceHIT/Lab3-1173710111

1. 实验过程

请仔细对照实验手册，针对每一项任务，在下面各节中记录你的实验过程、阐述你的设计思路和问题求解思路，可辅之以示意图或关键源代码加以说明（但千万不要把你的源代码全部粘贴过来！）。

1. 1. 待开发的三个应用场景

首先请列出你要完成的具体应用场景（至少3个，1和2中选一，3必选，4和5中选一，鼓励完成更多的应用场景）。

1. TrackGame
2. AtomStructure
3. SocialNetworkCircle

分析你所选定的多个应用场景的异同，理解需求：它们在哪些方面有共性、哪些方面有差异。

 

共性：

1. 系统中的对象：轨道、中心物体、轨道物体。
2. 物体都不考虑绝对位置。
3. 轨道都抽象为圆形。
4. 功能：*创建一个空的CircularOrbit 对象；* 增加一条轨道、去除一条轨道； * 增加中心点物体 ；* 向特定轨道上增加一个物体（不考虑物理位置） ；* 增加中心点物体和一个轨道物体之间的关系 ；* 增加两个轨道物体之间的关系 ；* 从外部文件读取数据构造轨道系统对象 ；* 将object 从当前所在轨道迁移到给定轨道 ；* 将object 从当前位置移动到新的sitha角度所对应的位置。

 

差异：

1. TrackGame需要构造多个轨道系统，而其他两个只需要构造一个。
2. TrackGame需要实现编排策略，实现对指定物体交换轨道的功能。

AtomStructure轨道物体彼此之间没有区别，需要实现电子跃迁的功能，并可以实现对跃迁操作的历史记录，以便撤销操作和重做。

SocialNetworkCircle中物体之间存在关系，并能够实现添加和删除的操作，需要计算信息扩散度。

1. 1. 基于语法的图数据输入

运用正则表达式对读入文件进行信息提取和处理，三个应用数据提取的正则表达式如下：

（1）TrackGame

//提取有效的运动员信息

private Pattern athletePattern=Pattern.compile("Athlete\\s*:\\s*:\\s*=\\s*<\\s*([a-zA-Z]+)\\s*,\\s*(\\d+)\\s*,\\s*([A-Z]{3})\\s*,\\s*(\\d+)\\s*,\\s*(\\d{1,2})(\\.)(\\d{1,2})\\s*>");

//提取有效的比赛项目信息

private Pattern gamePattern=Pattern.compile("Game\\s*:\\s*:\\s*=\\s*([1|2|4]00)");

//提取有效的轨道数目信息

private Pattern tracksPattern=Pattern.compile("NumOfTracks\\s*:\\s*:\\s*=\\s*(([4-9])|(10))");

1. AtomStructure

//提取有效的元素名称信息

private Pattern elementPattern=Pattern.compile("ElementName\\s*:\\s*:\\s*=\\s*([A-Z]{1})([a-z]?)");

//提取有效的轨道数目信息

private Pattern tracksPattern=Pattern.compile("NumberOfTracks\\s*:\\s*:\\s*=\\s*(\\d+)");

//提取有效的电子数目信息（每个轨道对应一个电子数）

private Pattern electronPattern=Pattern.compile("NumberOfElectron\\s*:\\s*:\\s*=\\s*((\\d+)(\\/)(\\d+)(;?)\\s*)+");

1. SocialNetworkCircle

//提取有效的中心用户信息

private Pattern centralPattern=Pattern.compile("CentralUser\\s*:\\s*:\\s*=\\s*<([A-Za-z0-9]+)\\s*,\\s*(\\d+)\\s*,\\s*([MF])\\s*>");

//提取有效的其他用户信息

private Pattern friendPattern=Pattern.compile("Friend\\s*:\\s*:\\s*=\\s*<([A-Za-z0-9]+)\\s*,\\s*(\\d+)\\s*,\\s*([MF])\\s*>");

//提取有效的用户关系信息

private Pattern tiePattern=Pattern.compile("SocialTie\\s*:\\s*:\\s*=\\s*<([A-Za-z0-9]+)\\s*,\\s*([A-Za-z0-9]+)\\s*,\\s*([0-1])(\\.[0-9]{1,3})?>");

 

如上提取出有效信息后，再对提取出的字符串分别按照对应格式再用正则表达式进行提取，根据提取出的信息构造中心物体、轨道物体、建立关系等等。

这一部分的功能由抽象类FileReader类实现，该类有三个实例类，分别对应三个具体应用。

FileReader采用静态工厂模式，根据传入的字符串参数（应用类型）来确定返回哪个具体的实例类。

1. 1. 面向复用的设计：CircularOrbit

mutable

1. constructor

CircularOrbit采用静态工厂模式，传入String型的参数type，返回实例类ConcreteCircularOrbit

public ConcreteCircularOrbit(String type) { this.type = type; }
public static  CircularOrbit empty(String type){ CircularOrbit circularOrbit=new ConcreteCircularOrbit(type); return circularOrbit; }	/**  * 返回给定type对应的多轨道系统。  * given the type,return a instance.  * @param type: the type of application->"TrackGame"/"AtomStructure"/"SocialNetworkCircle"  * @return a new CircularOrbit instance of type.   */

 

1. AF：

* 一个轨道系统，由唯一一个中心物体（不是必需）和以其为圆心的若干同心圆轨道组成，轨道上有若干围绕物体，mutable  * AF:  * 1.一个轨道系统的中心物体->centralObject，具有唯一性，Immutable  * 2.一个轨道系统的圆形轨道->track，每个轨道都是Immutable的，可添加多个轨道  * 3.轨道上的物体->physicalObject，Immutable  * 4.轨道物体的关系->Graph，mutable  * 5.中心物体与轨道物体的关系->CPGraph，mutable

 

1. RI:

L centralObject;	1. 系统的中心物体：类型只能为centralObject包中的类，或者String、Integer、Double。一个轨道系统只能有唯一不变的中心物体。
List> tracks	2. 系统所有轨道的集合：用List存储，无序
Map, List> objectMap	3. 轨道->轨道上所有轨道物体 的映射：Track->List的映射，key的集合=系统所有track的集合，value是该轨道上所有物体的集合；
Map> trackMap	4. 轨道物体->所在轨道 的映射 ：E->Track的映射，key的集合=系统所有轨道物体的集合，value是当前该物体所在的轨道；
Graph objectsGraph	5. 轨道物体之间的关系图：用Graph来表示轨道物体之间的关系，Graph中的点一定是系统中有的轨道物体；
CentralGraph CPGraph	6. 中心物体与轨道物体之间的关系图：新建一个CPGraph对象，以CentralUser为中心点；
String type	7. 系统所属的应用类型：只能从三个String--"TrackGame" "AtomStructure" "SocialNetworkCircle"中选择，不区分大小写；
Map positionMap	8. 轨道物体->在轨道上的位置（角度） 的映射：当前该物体在其对应轨道上的位置。

 

1. Safety from rep exposure

所有rep都为private，部分客户端需要的域（如tracks、objectsGraph等），通过get方法进行返回。

 

1. function:

public boolean addTrack(Track track);	/**  * 将给定轨道加入系统。  * add the given track into this system.  * @param track:the new track to be added.  * @return   * if this track has been existed,return false;  * if this track is not in this system,return false;  * otherwise,add it into the system,and return true.  */
public boolean removeTrack(Track track);	/**  * 将给定轨道从系统中删除。  * remove the given track from this system.  * @param track:the track to be removed.  * @return   * if this track is not existed,return false;  * otherwise,remove it with all objects on it from the system,and return true.  */
public boolean addCentralObject(L central);	/**  * 将中心物体加入系统。  * add the central object into system.  * @return  * if there has been a central object in the system,return false,with nothing to do;  * otherwise,add it into the system.return true.  */
public boolean addOrbitObject(Track track,E object);	/**  * 向给定轨道加入给定物体，不考虑物理位置.   * @param track  * @return  * if the object has been in the given track,return false;  * if the object has been in another track,return false;  * otherwise,if the track is not in this system,first add the track,then add and return true.  */
public boolean removeOrbitObject(E object);	/**  * 将给定物体从轨道系统中移除  * @param object  * @return  * if the object is not in this system ,return false;  * otherwise,remove it and return true.  */
public int addRelationship(E object1,E object2,int weight);	/**  * 在给定两个轨道物体之间建立一条单向边。  * add an edge between the two objects.  * @param object1: source  * @param object2: target  * @param weight: the value of edge  * @return  * if there have been an edge between the two objects,update the value,return the old value;  * otherwise,add a new edge,and return 0.  */
public int addCPRelationship(L central,E physical,int weight);	/**  * 在给定的中心物体与轨道物体之间建立一条单向边。  * @param centra  * @param physical  * @param weight  * @return  */
public int addPCRelationship(E physical,L central,int weight);	/**  * 在给定的轨道物体与中心物体之间建立一条单向边。  * @param physical  * @param central  * @param weight  * @return  */
public FileReader readAndBuild(String filename);	/**  * 从外部文件读取数据构造轨道系统对象  * Read data from external files to construct system object  * @param file  * if the file is non-readable,throw exception and warning.  */
public boolean transmit(E object,Track track);	/**  * 将object 从当前所在轨道迁移到给定轨道   * move the object to a new given track from current one  *   * if the track is not in this system,add this track into it first.  *   * @param object: the object to be moved  * @param track: the track that the object should be moved to  * @return  * if the object is not on any tracks in this system,add the object into this track,return true.  * if the track is the same as where the object is on,return false;  * if the object has been in the given track,return false with nothing to do;  * otherwise,do the move and return true.  */
public boolean move (E object,double sitha);	/**  * 将object 从当前位置移动到新的sitha角度所对应的位置，sitha保留3位小数。  * move the object to a new given angle from current one  * @param object: the object to be moved  * @param sitha: a relative angle between [0,360), stand for where the object should be moved to   * @return  * if the object is not on any tracks in this system,return false;  * if the object is on the position,return true;  * otherwise,do the move and return true.   */
public L centralObject();	/**  * @return   * the central object of this system;  */
public List> tracks();	/**  * @return  * all tracks of this system,order by radius from small to large   */
public Graph getGraph();	/**  * @return  * a graph:the relationship between all physical objects  */
public List objects(Track track);	/**  * @param track：the given track must be in this system.  * @return  * first put all physical objects which are on this track,order by position(angle) from small to large in the list,  * then put all no-position objects in it.   */

 

1. 辅助类

1. .1 Tool

public double getPosition(E object,Map positionMap)	/**  * 给定一个变量object，给定位置映射positionMap，返回object对应的位置信息。  * @param object  * @param positionMap  * @return如果Map中没有该物体对应的位置信息，返回false，否则返回其对应的Map中的value域  */ ConcreteCircularOrbit类中，需要获取轨道物体的位置信息的行为被委托给Tool的getPosition方法执行。
public boolean addPosition(E object,Double sitha,Map positionMap)	/**  * 给定一个变量object，一个位置信息sitha，建立object->sitha的映射并将其加入给定Map中。  * @param object  * @param sitha  * @param positionMap  * @return  * 如果sitha在[0.0,360.0)范围内，建立映射并加入Map中，返回true；  * 否则直接返回false  */ ConcreteCircularOrbit类中，需要将轨道物体固定在某个位置的行为被委托给Tool的addPosition方法执行。
public List getObjectsWithPos(Track track,Map positionMap)	/**  * 给定一个轨道Track，给定位置映射Map，将Track上的所有轨道物体按照其在Map中的绝对位置从小到大排序，然后返回排好序的物体集合。  * @param track  * @param positionMap  * @return  */ ConcreteCircularOrbit类中，需要获取拥有绝对位置的轨道物体集合，并将其按从大到小排序，的行为被委托给Tool的该方法执行。

 

(6).2 UseForComparator

class UseForComparator{ private E label; private double position;   public UseForComparator(E object,double sitha) { this.label=object; this.position=sitha; }   E getLable() { E label=this.label; return label; }   double getPosition() { double position=this.position; return position; } }

/**  * 用于辅助排序的辅助类，提供两个域，将泛型的physicalObject与其在轨道上对应的位置封装到一起，以便于构造Comparator  * @author 1173710111  *  * @param   */

 

6.(3) ObjectComparator

class ObjectComparator implements Comparator >{   @Override public int compare(UseForComparator o1,UseForComparator o2) { if (o1.getPosition()>o2.getPosition()) return 1; else if(o1.getPosition()==o2.getPosition()) return 0; else return -1; }   }

排序接口

 

1. 1. 面向复用的设计：Track
2. constructor

public Track(L belong,int label,double radius) { this.belong=belong; this.label=label; this.radius=radius; }

 

1. AF：

/**  * AF：Immutable   * 1.轨道所属的系统->belong，类型只能为centralObject包里定义的类，唯一确定，Immutable  * 2.轨道的标签->label，Immutable  * 3.轨道的半径->radius，Immutable  * @author 1173710111  *  */

 

1. RI

private L belong;	1.轨道所属的系统：用系统的centralObject表示
private int label;	2.轨道的标签：用一个整型变量表示，代表轨道的序号，在一个系统里每个轨道的标签是唯一且独一无二的。
private double radius;	3.轨道的半径：用一个大于等于0.0的双精度浮点数表示，轨道的半径决定了轨道之间的次序。

 

1. Safety from rep exposure

Track类的所有rep都为private标识的，客户端只能通过constructor为其赋初始值，再次调用时只能通过getter方法获取，不能修改。

 

1. function

三个rep的getter方法

public String toString(){ String string = "< " + this.belong.toString() + ", " + this.label + ", "+this.radius+">"; return string; }

public boolean equals(Track track) { if (this.toString().equals(track.toString())) return true; else return false; }

 

1. 1. 面向复用的设计：L
2. Nucleus： AtomStructure的中心点物体原子核

rep：

private String elementName; private int numberOfTracks;

function：

三个域的getter

public boolean equals(Nucleus e) { if (this.elementName.equals(e.getElementName())) return true; else return false; }

 

1. CentralUser：SocialNetworkCircle的中心点物体人

rep：

private String name; private int age; private char sex;

function：

三个域的getter

public String toString() { String string="<"+this.name+", "+this.age+", "+this.sex+">"; return string; }

public boolean equals(CentralUser user) { if (this.toString().equals(user.toString())) return true; else return false; }

 

1. 1. 面向复用的设计：PhysicalObject

（1）抽象类PhysicalObject，包含了三个应用的PhysicalObject公有的域和方法：

rep：

protected String name;
protected int x;	PhysicalObject在画布上的横坐标
protected int y;	PhysicalObject在画布上的纵坐标

function：

//各子类按照自己的域对toString方法进行重写 public String toString() { String string=""; string=string+"<"+this.getName()+">"; return string; }

public boolean equals(PhysicalObject o) { if (this.toString().equals(o.toString())) return true; else return false; }

1. 针对三个应用类，PhysicalObject衍生的三个实例子类：

Athlete：

rep：

private int age;

private int number;

private String nationality;

private double bestScore;

function：

@Override public String toString() { String string=new String("<"); string=string+this.getName()+","; string=string+this.getNumber()+","; string=string+this.getNationality()+","; string=string+this.getAge()+","; string=string+this.getBestScore()+">"; return string; }

Electron：

电子可以认为彼此之间没有区别，不需要添加其他域和方法。

 

User：

rep：

private char sex;

private int age;

function：

@Override public String toString() { String string="<"+this.name+", "+this.age+", "+this.sex+">"; return string; }

 

1. 1. 可复用API设计

CircularOrbitAPIs

基于所选定的三个应用构造的具体的多轨道结构，可在其上开展一系列共性计算

public double getObjectDistributionEntropy(CircularOrbit system)	/**  * 计算多轨道系统中各轨道上物体分布的熵值.  * 每一条轨道上的物体数目/轨道系统所有物体数目作为p，使用entropy=-sigma(pi*log2(pi))公式计算轨道系统熵值。  * @param system  * @return  */
public int getLogicalDistance(CircularOrbit system, E object1, E object2)	/**  * 使用BFS算法计算给定的两个物体之间的逻辑距离：这里的逻辑距离是指：两个object 之间通过最少多少条边（relation）即可连接在一起。  * 两个物体之间若无关系，则距离无穷大。  * 给出的两个object必须是在给定system中的。  * @param system  * @param object1  * @param object2  * @return  * 如果两个object之间不连通，返回-1表示距离无穷大，否则返回两点间的最短路长。  */
在三个应用中不考虑物理位置，不需要实现	获取物理距离
Different getDifferent(CircularOrbit system1, CircularOrbit system2)	/**  * 计算两个多轨道系统之间的差异。两个system必须为同类型的轨道系统。  * @param system1  * @param system2  * @return  * 一个Different变量，内部保存了两个系统差异的相关信息。  */

Different类：

1. constructor：

public Different(CircularOrbit system1, CircularOrbit system2) { this.system1 = system1; this.system2 = system2; setTrackNumberDifferent(); setObjectNumberDifferent(); setObjectDifferent(); }

 

1. AF：

/**  * 表示两个系统之间差异的类，需要表达出：  * 1.轨道数的差异->trackNumberDifferent  * 2.有相同次序的轨道上物体数量的差异->objectNumberDifferentMap  * 3.物体的差异（如果物体不需要区分，则无需给出物体的差异）->objectDifferentMap  * 两个系统必须为同类型的轨道系统才可以比较。  * @author 1173710111  *  * @param   * @param   */

 

1. RI：

private CircularOrbit system1;	* 1.用于比较的两个轨道系统：由构造器根据读入参数赋值，两个系统必须具有相同的类型参数。
private CircularOrbit system2;
private int trackNumberDifferent = 0;	* 2.轨道数的差异：用系统1的轨道数-系统2的轨道数得到，可正、可负、可为0，整型变量
private Map objectNumberDifferentMap = new HashMap();	* 3.轨道标签(序号)->两个系统对应的轨道上物体数量的差：key集合为两个集合的所有轨道标签的并集，value值可正可负可为0
private Map objectDifferentMap = new HashMap();	* 4.轨道标签(序号)->两个系统对应的轨道上表示物体的差异的字符串：key集合如上。

 

（4）Safety from rep exposure

1.所有rep都为private标识的，客户端只能通过constructor为两个system赋初始值 2.另外三个rep是通过三个private标识的set方法进行计算和赋值，客户端只能通过getter方法获取，不能修改。 3.getter方法内部根据rep构建一个新的变量，使其与原rep值相同但内存不同，这样客户端就不能对rep进行修改。

 

1. function：

private void setTrackNumberDifferent()	/**  * 计算两个系统轨道数的差异=系统1的轨道数-系统2的轨道数。  */
private void setObjectNumberDifferent()	/**  * 计算两个系统中有相同次序的轨道上物体数量的差异（系统1-系统2）。  * 如果序号为x的轨道只在系统1中出现，则对应的差异值=系统1中x对应轨道的物体数-0；  * 如果序号为y的轨道只在系统2中出现，则对应的差异值=0-系统2中x对应轨道的物体数；  */
private void setObjectDifferent()	/**  * 一个轨道上有多个物体且需要区分，这种情况下表达“物体差异”可以用类似于集合的形式，  * 例如{a,b,c}-{d,f}意味着前者的该轨道上有a\b\c 三个物体没有在后者的同序号轨道上出现，  * 而后者有d\f 两个物体没有在前者出现。  */
private String setToString(Set set)	/**  * 给定一个集合，将集合中的所有元素串成一个字符串  * 字符串的两端加大括号，各元素以“,”分隔。  * @param set  * @return  */

 

1. 1. 图的可视化：第三方API的复用

本实验中使用Swing实现可视化功能。同时，在简单的轨道系统可视化基础上，添加了一部分简单控件用于优化交互体验。

程序入口主函数在applications包的application.java文件中生命，调用并创建一个新的gui包的Menu类，在这个类里调用三个具体应用类，来实现可视化功能。

（1）主界面

单击下三角，选择应用类型

1. TrackGame

鼠标点击“交换”按钮：

1. AtomStructure

跃迁：

1. SocialNetWorkCircle

 

查询：

添加：

删除：

1. 1. 设计模式应用

（1）CircularOrbit等对象使用静态工厂方法实现，在类中设计empty静态方法获得对象。

（2）TrackGame

实现strategy设计模式。设计接口类TrackGame，声明编排分组、交换道次、获取系统三个方法，具体实现交给不同编排策略的实例类完成。

分别实现具体策略类，随机编排TrackGameRandom，按bestscore排序编排TrackGameOrder。

（3）AtomStructure

 实现Memento设计模式管理电子跃迁的状态。

设计Record类，保存电子轨道跃迁信息，分别保存跃迁电子electron，源轨道fromTrack，目标轨道toTrack。

设计Memento类，负责保存所有的跃迁操作列表，撤销信息列表，提供如下功能： * 1.判断两个列表是否为空 * 2.添加一个新的跃迁/撤销操作 * 3.弹出上一个跃迁/撤销操作

（4）SocialNetworkCircle

构造使用builder设计模式，设计辅助类Tool包括addUsers，getTrackNumber，buildTracks，通过传入的参数添加轨道系统组成。

1. 1. 应用设计与开发

利用上述设计和实现的ADT，实现手册里要求的各项功能。

以下各小节，只需保留和完成你所选定的应用即可。

1. 1. 1. TrackGame

 * TrackGame：功能1：给定n 个运动员，自动编排比赛方案（分组、排道次），

 * 实现2 种方案（方案1：完全随机；方案2：根据运动员的本年度最好成绩从高到低排序，排名越靠前，则出场越晚，且更占据中央的赛道）；

 * 功能2：手工调整比赛方案（为两个选手更换赛道、更换组）

TrackGame类设计为接口，根据传入参数来确定返回哪个实例类，对应相对的编排方案。

1. constructor：

public static  TrackGame builder(String filename,String type){ TrackGame trackGame; switch (type.toLowerCase()) { case "order": trackGame=new TrackGameOrder(filename); break; default: trackGame=new TrackGameRandom(filename); break; } return trackGame; }

 

1. AF：

/**  * AF:  * 1.跑道->轨道->Track  * 2.运动员->轨道物体->PhysicalObject->Athlete  * 3.跑道数->每个系统的轨道数  * 4.跑道的内外->半径的大小  * 5.编排比赛方案->构造轨道系统->divideGroups()  * (1)分组->构造多个轨道系统  * (2)排道次->将每个PhysicalObject安排到合适的Track上  */

 

1. function：

public List> systems()	/**  * get the circular orbit systems.  * @return
public void divideGroups();	/**   * 对运动员进行分组，除了最后一组，每组的人数与赛道数相同，每个赛道只有一个人。   * 最后一组的运动员按赛道从内到外分布。   * Make those athletes grouped, with the exception of the last group, each group has the same number of tracks, with only one person per track.    * The final group of athletes were distributed from inside to outside by track. */
public boolean change(Athlete athlete1, Athlete athlete2);	/**  * 给出两个运动员，将两个人的道次进行交换。  * pre-condition:给定的两个运动员必须是参加同一个比赛的（同一个文件读入），可以属于不同小组，可以是同一个人。  * post-condition:给定的两个运动员是同一个人时不进行交换；否则，如果他们在同一个组，仅交换道次；否则，交换两个人的小组和在小组中的道次。  * @param athlete1  * @param athlete2  * @return  * if the given athletes are the same one, return false;  * else return true.  */

 

两个实例类：

1. TrackGameRandom

1. constructor：

public TrackGameRandom (String filename) {      reader= system.readAndBuild(filename); }

 

1. RI：

private FileReader reader;
private List> systemsList = new ArrayList>();	存储分好的组，即构造好的轨道系统
private CircularOrbit system = CircularOrbit.empty("TrackGame");	用来获取处理文件用的FileReader

 

1. function：

@Override public void divideGroups()

/**      * 分组方案1：随机分组      */

 

2. TrackGameOrder

（1）constructor：

public TrackGameRandom (String filename) {      reader= system.readAndBuild(filename); }

 

（2）RI：

private FileReader reader;
private List> systemsList = new ArrayList>();	存储分好的组，即构造好的轨道系统
private CircularOrbit system = CircularOrbit.empty("TrackGame");	用来获取处理文件用的FileReader

 

（3）function：

@Override public void divideGroups()

/**  * 按方案2进行分组，除了最后一组，每组的人数与赛道数相同，每个赛道只有一个人。  * 最后一组的运动员按赛道从内到外分布。  * Grouped by scenario 2, with the exception of the last group, each group has the same number of tracks, with only one person per track.   * The final group of athletes were distributed from inside to outside by track.  */

 

 

1. 1. 1. AtomStructure

 * 根据文件提取到的信息构造一个轨道系统来表示一个元素的原子，并可实现下述功能：

 * 给定源轨道、目标轨道，模拟电子跃迁。

 * 实现Memento设计模式管理电子跃迁的状态。

1. AF：

/** AF:  * 1.原子核->CentralObject->Nucleus  * 2.电子->PhysicalObject->Electron  * 3.电子层->Track  * 4.电子跃迁->physicalObject改变所在轨道->transmit  */

 

1. RI：

private CircularOrbit system=CircularOrbit.empty("atomstructure");	* 1.构造的原子系统：类型为atomstructure，所有跃迁和相关的操作都在这个系统中完成。
private Map, Integer> volumMap=new HashMap, Integer>();	* 2.轨道->对应电子数 的映射：文件信息中给出的轨道和对应电子数是在builder中建立map，如果有电子跃迁到其他轨道，则在跃迁时建立新的映射。
private FileReader reader;	* 3.读文件、构造系统用的FileReader
private Memento memento=new Memento();	* 4.保存这个系统与跃迁有关的所有操作的Memento对象：每个原子系统拥有唯一的memento

 

1. function：

public CircularOrbit getSystem()	/**  * 获取构造好的轨道系统  * @return  */
public void builder()	/**  * 根据提供的文件，读入相关信息，构造原子系统  */
public Track getTrack(int index)	/**  * 给定一个电子层数，获取对应的电子层（轨道）  * @param index  * @return  * 如果给定的index非法（系统中不存在对应的轨道），返回空指针null  */
public int getVolum(Track track)	/**  * 给定一个电子层轨道，获取当前该电子层含有的电子数  * @param track  * @return  * 如果给定的轨道不在该系统内，返回值为0  */
public boolean transmit(Track track1,Track track2)	/**  * 给定源轨道、目标轨道，模拟电子跃迁。  * @param track1  * @param track2  * @return  * 如果源轨道没有电子，返回false；  * 否则，模拟跃迁，记录这一操作并返回true  */
public void undoTyping()	/**  * 撤销上一步的跃迁操作  */
public void undoTyping(int step)	/**  * 撤销上n步的跃迁操作  * @param step  */
public void redoTyping()	/**  * 重做上一次撤销的跃迁操作  */
public void redoTyping(int step)	/**  * 重做上n次撤销的跃迁操作  * @param step  */

 

1. 辅助类：

1. Menmeto（Mutable）：

/**  * 保存所有的跃迁操作列表，撤销操作列表，提供如下功能：  * 1.判断两个列表是否为空  * 2.添加一个新的跃迁/撤销操作  * 3.弹出上一个跃迁/撤销操作  */

 

1. Record（Immutable）：

/**  * 记录一次跃迁操作的信息：跃迁的电子，源轨道和目标轨道  */

 

1. 1. 1. SocialNetworkCircle
2. constructor

public SocialNetworkCircle(String filename) { reader = system.readAndBuild(filename); }

 

1. rep：

private CircularOrbit system = CircularOrbit.empty("socialnetworkcircle");

private FileReader reader;

 

1. function：

public void builder()	/**  * 从社交关系日志中恢复该结构  */
public CircularOrbit getSystem()	/**  * 获取构造好的社交关系系统  * @return  */
protected void addUsers()	/**  * 从文件中读取中心用户信息，并作为中心物体加入系统  * 从文件中读取用户信息，并作为轨道物体加入系统  */
protected void buildGraph()	/**  * 根据文件中提取的信息构造社交关系图  */
protected Map getTrackNumber(Graph graph)	/**  * 根据提供的人物关系图，确定每个用户应在的轨道次序  * @param graph  * @return  */
protected void buildTracks()	/**  * 根据每个用户对应的轨道次序的映射，构造系统的外层轨道，并将轨道物体放置在正确的轨道上  */
public double diffusance(User user0)	/**  * 计算某个处于第一条轨道上的某个好友的“信息扩散度”（即通过该好友可以间接认识多少个朋友）  * @param user0  * @return  */
public void addRelationship(User user, double weight)	* 在中心用户与给定用户之间建立权值为weight的双向边
public void addRelationship(User user1, User user2, double weight)	* 在给定用户之间建立权值为weight的双向边
public void removeRelationship(CentralUser centralUser, User user)	* 删除给定中心用户与给定用户之间的边
public int getDistance(User user1, User user2)	* 计算给定两个用户之间的逻辑距离

 

1. 辅助类class Tool ：

addUsers，buildGraph，getTrackNumber，buildTracks方法委托给Tool的同名方法实现

1. 1. 应对应用面临的新变化

以下各小节，只需保留和完成你所选定的应用即可。

1. 1. 1. TrackGame
      2. AtomStructure
      3. SocialNetworkCircle
   2. Git仓库结构

请在完成全部实验要求之后，利用Git log指令或Git图形化客户端或GitHub上项目仓库的Insight页面，给出你的仓库到目前为止的Object Graph，尤其是区分清楚312change分支和master分支所指向的位置。