第二次blog

一、前言

  题目集4总共包含三道题目，题量适中。其中第一题的要求是对完善前面三个题目集中的答题判题程序。其中包括了字符串处理数据结构的使用、文件输入输出、输入输出格式处理、错误处理与异常处理等知识点。我认为本题题目较难，因为本题目涉及多个输入输出格式和数据处理逻辑，需要设计一个复杂的系统来实现。同时还要处理大量的的边界情况和错误情况。第二题的要求是设计一个学生类和它的一个子类——本科生类，其中涉及了类与对象、继承、构造方法、方法重载与重写等知识点。我认为本题难度偏易，题目只要求设计基本的类和继承关系。第三题的要求是实现校园角色类设计，本题和上题有一些，其中也涉及了类与对象、继承、方法重载与重写、复杂的继承关系处理等知识点。我认为本题难度偏易，题目涉及多个类和继承关系，但每个类的设计相对独立，适合练习多层次继承和类之间的关系。总体来说，第一题难度最大，涉及较多的输入输出和数据处理逻辑。后面两题相对简单，主要考察基本的面向对象编程知识。

  题目集5也包含三道题目，第一题的要求是设计一个电路模拟程序，其中包含了电路模拟、控制设备和受控设备的模拟、串联电路、开关、分档调速器、连续调速器的功能模拟、灯具和风扇的状态模拟等相关知识，我认为本题较难，因为涉及电路的各类设备模拟，包括开关、调速器、灯具和风扇等。需要对输入的电路连接信息进行解析，并根据控制设备的状态调整受控设备的状态，最后输出各设备的状态，内容较为复杂。第二题的要求是对一段错误代码进行调试然后改正，这道题目的原代码的功能是使用集合存储多个学生的信息，获取学生总数，并按照存储顺序;，最后按照存储顺序获取各个学生的信息并逐条输出，涉及到Java集合框架、列表的实例化和遍历、类和对象的创建及操作等知识点。我认为本题难度较低。第三题的要求也是修改程序，功能要求是使用集合存储3个员工的信息（有序);，通过迭代器依次找出所有的员工。本题相较第二题多了迭代器的使用、控制台输入处理这两个要求。总体来说和第二题类似，我认为本题难度偏易。

  题目集6中只有一道题目，题目量较小。本题要求在题目集5的基础上添加了电阻这个概念同时添加了落地扇这个电器类。我认为该题难度大，它在题目集5中第一题的基础上引进了并联电路，较之更加复杂。

二、设计与分析

1.题目集4 7-1 答题判题程序-4

  这道题目的设计目标是创建一个简单的考试系统，支持以下功能：

1.解析不同格式的输入数据，包括问题、试卷、学生信息和答题卡。

2.对题目进行管理，支持删除题目。

3.对答题卡进行处理，计算学生的成绩，并根据题目的类型判断答案的正确性。

本题在类的设计中，设计的Question 类的功能包括存储题目信息，包括题目ID、内容、答案、是否被删除和题目类型；TestPaper 类的功能包括存储试卷信息，包括试卷ID和题目分数的映射；Student 类用于储存学生信息；AnswerSheet 类用于存储答题卡信息，包括试卷ID、学生ID和学生的答案。主类中包含数据存储结构和主要处理逻辑及解析输入数据、处理题目删除、计算学生成绩、生成警告信息和输出结果。类结构图如下所示：

静态代码分析结果如图所示

其中显示文件 'Main.java' 共有 251 行代码，其中包含 171 条语句。Main.process() 方法被标识为最复杂的方法，其复杂度为 24，包含了 55 条语句，并且最大代码块深度为 8。平均代码块深度为 3.23，这说明代码的结构相对较为平均.分支语句占总语句的比例为 25.1%，方法调用语句总数为 86。代码包含了 5 个类和接口，平均每个类拥有 2.2 个方法，平均每个方法含有 12.36 条语句。

总体来说，代码比较完整，实现了对测试试卷、学生答题情况的处理，包括题目的解析、成绩计算等功能，涵盖了答题系统的核心逻辑。但是在某些地方部分代码逻辑重复出现，可以考虑进行代码的抽象和封装，提高代码的复用性和可维护性。

2.题目集5 7-1 家居强电电路模拟程序-1

本题目在类的设计中，设计的Device类用于作为所有设备的基类，提供设备标识符和输出电压计算的抽象接口。Switch类可以模拟开关设备的开闭状态，并根据状态控制电压传递。FanRegulator类用于模拟风扇调节器的不同级别，通过级别控制输出电压。ContinuousRegulator类模拟连续调节器，通过连续的调节值控制输出电压。IncandescentLamp类模拟白炽灯的亮度变化，亮度与输入电压相关。FluorescentLamp类模拟荧光灯的亮度变化，亮度随输入电压变化。CeilingFan类模拟吊扇的速度变化，速度与输入电压相关。主类负责整体流程控制，包括输入解析、设备创建、连接设置、电压计算和输出生成，同时可以使用映射表存储设备和连接信息，方便查找和操作设备。类结构图如下图所示

 静态代码分析结果如图所示

 从结果来看，Main.calculateVoltages()方法复杂度最高，达到了17。可能是因为它需要遍历连接图，计算每个设备的电压传递和更新状态。Main.calculateVoltages()方法中语句数量最多，达到了25，该方法处理了一些逻辑，包括设备的创建、连接设置和电压计算，其中涉及到多个步骤和条件判断。Main.calculateVoltages()方法中快深度为9，在整个代码中最高，这可能说明该方法中嵌套了许多层次的条件判断和循环，使代码变得更加复杂。整个代码中平均快深度为2.6，整体来说比较简单。

3.题目集6 7-1 家居强电电路模拟程序-2

本题在类的设计中在之前的基础上添加了一个StandingFan类，该类继承自Device类，表示落地扇设备，具有速度属性，根据输出电压更新速度，最后返回前速度。同时添加了Resistor类，该类继承自Device类，表示电阻设备，根据输入电压和电阻值计算输出电压。类设计图如下图所示

 静态代码分析图如下图所示：

 从上图结果来看，大部分方法的复杂度都在5-6左右。每个类的方法数适中，平均每个类有4个方法。每个方法的平均语句数为3.22，代码中大部分方法相对较短。大部分块深度集中在1到2之间，代码的嵌套层次适中。

三、不足与改进

1.题目集4 7-1 答题判题程序-4

这道题目我认为首先可以将与题目解析、试卷解析、学生解析和答卷解析相关的代码分离成单独的方法，保持单一职责原则，以便于维护和测试。然后可以在错误处理上进行改进，在解析输入时，改进错误处理机制，从而提供更多的错误信息。还可以改进数据结构，当前使用的 Map 和 List 可以满足需求，但在一些情况下，使用更复杂的数据结构（如 Set 或自定义类）可能会使代码更清晰。

2.题目集5 7-1 家居强电电路模拟程序-1

这道题目我认为改进的地方可以参照第1点的内容。在此基础上还可以在连接处理上进行改进，连接处理部分代码有些冗长且复杂，可以通过优化数据结构和逻辑简化这部分代码。

3.题目集6 7-1 家居强电电路模拟程序-2

改进思路和第2点类似

四、总结与心得

通过这几次题目集，我对java中的语法、类、继承、抽象类、接口、集合等有了更深入的理解，对面向对象编程原则有了更深刻的认识。各种数据结构，如映射、列表和数组等有了一定的了解，可以有效地存储和操作数据。我认为对异常情况的处理是一个值得更加深入学习的地方，以更好地理解如何处理意外情况和错误。