第一次Blog作业

前言

java课程的第一单元已经结束了，第一单元以模拟电梯运行程序为中心，题目难度较高，题量也较大，主要是在电梯运行过程中有很多难以注意到的点，主要考察了我们算法以及设计类的能力，在一次次的迭代中，我也曾因程序迟迟无法通过而痛苦不已，但在第一单元结束后才发现这样的一次次迭代让我受益良多。

设计与分析

  第一次电梯迭代程序

由于欠缺设计类的知识，在我的第一次电梯设计中，我只分出了电梯类以及Main类，这也就导致了在我的Main类中有着大量的代码冗余，以下是sourcemonitor的分析结果：

在左下角的图中，绿色的圆是推荐的代码平均数据，不难看出这段代码几乎每一项都是不达标的，当然这也是我刚开始设计较大规模java代码所无法避免的，其中复杂度是最为严重的问题，这一点在右下角的图中可以明显看出，图中的x轴表示代码块的深度。深度为0表示最顶层的代码块（如方法或类），深度增加表示嵌套的代码块（如方法中的条件语句、循环等）。而图中的y轴表示在特定深度的代码块中包含的语句数量，可以看出我的代码深度很高，这是因为我在代码中使用了大量嵌套的if-else语句，同时，这也是java初学者刚开始设计类时的通病。并且因为if-else嵌套语句使用过多导致我在编写是难以差错，所以，我并没有在规定时间内通过，但好在经过我之后不断的调试以及修改，终于还是通过了。

结合两张图进行分析，不难看出我第一次电梯迭代作业确实很糟糕。

  第二次电梯迭代程序

类图设计如下：

第二次电梯迭代中，考虑到我们对类设计经验的欠缺，老师给出了类图，并要求我们依照类图对我们的代码进行修改，由于第一次迭代作业代码设计的过于糟糕，导致我几乎是重写了整段代码，以下是sourcemonitor的分析结果：

从左下角的图中可以看出我代码相比于第一次的代码要优化了很多，在左下角的图中，除了最高复杂度之外，其余指标均降到了接近推荐区域的水平，但是在右下角的图中，我的代码深度依旧还是很高，这是因为我并没有对我代码的整体逻辑进行修改，我只是将代码按照老师发出的类图进行了分割。

  第三次电梯迭代程序

类图设计如下：

在第三次迭代作业中，对类的设计并没有进行太多的修改，更多的对电梯运行逻辑的修改，除此之外，只修改了电梯外部数据的输入方式，并加上了对输入数据的检查（数据是否合法，以及是否有重复数据），整体而言，第三次迭代作业是整个第一单元中我需要做的修改最少的，以下是sourcemonitor的分析结果：

从左下角的图中可以看出，我整体的代码数据并没有多少变化，这是因为输入方式的修改使得电梯的运行逻辑变得更加复杂，于是我不得不加上更多的语句用于调整，使得我的代码变得更为复杂。而在右下角的第二张图中，可以看出代码深度并没有变化，这是因为我并没有加入更多的if-else语句，而是在原有的语句中进行修改与添加。

踩坑心得

在三次的迭代作业中，我遇到了很多的问题，现在仅在此说一说我认为最容易犯的错误（也是我在编码过程中遇到最多的问题）：

1.在调用Arraylist和Linkedlist的get方法之前一定要检查该链表或列表是否为空，否则在多个链表或列表中的一个突然转变为空时，可能会因为调用get方法而报错（java.util.NoSuchElementException），以我自身的代码为例子，在一个循环中（条件为两个链表均不为空）我在其中一个链表只剩一个元素的情况下，在循环的中间将该链表的最后一个元素移除（在这之后还会再访问这个链表），于是在之后的代码中就会出现访问空链表的情况，于是编译器便会报错。所以在使用链表时，要么在循环的最后进行元素的移除（但是有时候还需要将要移除的元素进行判断）或者在每次需要访问链表元素之前判断该链表是否为空。

2.有时在编写方法时，可能会遇见缺少return语句的报错（java中要求return语句，必须涵盖所有可能的情况，否则可能会报错），但是检查一遍下来发现自己并没有遗漏的情况，这往往是因为你没有考虑到出现异常的情况，这时你需要返回一个默认的值。

改进建议

1.减少if-else语句的使用，这样可以使代码的深度降下来，同时也可以使代码的逻辑更加简单明了。

2.我发现很多重复的代码段可以用方法来替代。这样一来，不仅提高了代码的复用性，也让我在修改功能时更加方便，只需要改动方法内部的逻辑即可，而不用在多处进行修改。这样做提高了我的工作效率，也让代码看起来更加整洁。

总结

  学习到了什么

在这三次迭代作业中我学到了很多：

   1.我对Java的基本语法有了更深入的了解。这包括了对变量、数据类型、控制结构、循环、数组和异常处理等核心概念的掌握。我现在能够更加自信地编写出结构清晰、语法正确的代码。

   2.我开始建立起面向对象的设计思路。我理解了类和对象的概念，学会了如何定义类、创建对象以及如何使用继承、封装和多态等面向对象的核心特性。这让我在设计程序时能够更加注重模块化和代码的可重用性。

   3.我认识到了代码可拓展性的重要性。在编写代码时，我更加注重代码的结构和组织，以便于未来的维护和扩展。我学会了如何编写易于理解和修改的代码，这对于长期项目来说是非常宝贵的。

   4.我学会了如何使用SourceMonitor等代码分析工具。这些工具帮助我分析代码的复杂度、评估代码质量，并提供了改进代码结构的建议。通过这些工具，我能够更客观地评估自己的代码，并采取相应的措施来提高代码质量。

   5.我学会了如何使用枚举（在 Java 中，枚举（Enumeration，简称 Enum）是一种特殊的数据类型，它允许将变量限定为预定义的常量集合中的一个。枚举提供了一种类型安全的方式来定义一组命名的常量，这些常量代表了同一类型（即枚举类型）的不同值。）

   6.我学会了如何使用静态方法（在 Java 中，静态方法（Static Method）是一种属于类而不是类的实例的方法。这意味着你可以通过类名直接调用静态方法，而不需要创建类的实例。静态方法通常用于实现工具类或实用程序类中的功能，这些功能通常与类的状态无关。），在我的代码中，我主要用于在Main类中的main方法中调用Main类中的方法（main方法是静态的，所以想要在其中调用同类中的方法的话，该方法也需要是一个静态方法）

  需要改进的地方

   1.我意识到自己在Java编程中对一些类和方法不够熟悉，这让我在解决问题时缺乏灵活性。我需要更深入地了解Java的常用类和方法，以便在实际项目中更有效地应用它们。通过查阅官方文档、阅读相关书籍、参加在线课程或工作坊可以提高这方面的知识。

   2.我发现自己在编写代码时过于依赖if-else结构，这可能导致代码变得复杂和难以维护。我应该寻找更简洁的方法来判断逻辑，比如使用状态模式、策略模式等设计模式，或者利用Java 8引入的函数式编程特性，如Lambda表达式和流（Streams），来简化条件判断和数据处理。

   3.在设计类方面，我需要提高自己的能力，减少对老师提供的类图的依赖。我可以通过学习面向对象设计原则，如SOLID原则，以及参与更多的项目实践来提高自己的类设计能力。同时，我也应该尝试自己进行需求分析和系统设计，从而培养独立思考和设计的能力。

   4.对于Java设计原则，我需要更加熟悉，以便编写出更规范的代码。设计原则是指导软件开发的重要准则，可以帮助我编写出易于理解、维护和扩展的代码。通过学习和实践这些原则，我可以提高代码质量，减少未来可能出现的问题。

  对课程组的建议

   1.在设计题目或项目任务时，我们应该努力使它们更加贴近现实生活中的场景和问题。这样做不仅能够提高参与者的兴趣和参与度，还能帮助他们更好地理解和应用所学知识。通过模拟真实世界中的情况，参与者可以在一个安全的环境中实践和测试他们的理论，从而在解决实际问题时更加得心应手

   2.在设计题目时可以多给一些测试用例，特别是一些正常情况下难以想到的（一些比较容易想到的测试点，比如输入的值很多时，是否还是正确的，以及能否将重复的输入信息略过，这种比较正常的测试点可以不给出，但是如同当输入时只有一个一楼时应该输出什么就应当给出），如果学生因为一个很小的点，而不断的尝试，但他最后仍然无法提交正确时，他的感觉会如何呢，诚然，适当的让学生思考有哪些自己没有考虑到的测试点是一件好事，但这些需要学生自己探索的测试点不应该太过于难以想到，这样让学生自己试错，会极大的浪费学生的时间。