OO第四单元总结

第四单元代码架构

• 作业架构

  -MyClass
  	-MyOperation
  		-MyParameter
  	-MyAttribute
  -MyInterface
  	-MyAttribute
  -MyGeneration
  	-MyClass
  	-MyInterface
  -MyStateMachine
  	-MyRegion
  		-MyTransition
  		-MyState
  -MyCollaboration
  	-MyAttribuye
  	-MyInteration
  		-Lifeline
  		-EndPoint
  		-Message
  

• 代码架构如上所示，根据UML本身具有的层次关系建模，通过基于已有的UMLElement包装成新的类，比如MyClass。这样的设计目的是增加原有的类所不具备的属性，以及方法，从而实现满足题目要求。例如在MyClass中含有MyOperation，MyAtribute类型的数组，MyOperation下面又有MyParameter，来实现对层次化关系的建模。通过这样的建模方式，对于指令的查询也就是通过层层调用即可。比如查询类的有关信息，可以直接调用类的方法，类的方法调用过程中又有可能调用到下一级，比如MyOperation的方法，使代码更简洁，层次清晰

• 在代码实际编写的过程中使用了较多的HashMap，以及HashSet，因为这一次的作业涉及到大量的索引类型的查询，比如通过名字查询以及通过id查询，还有查重等。这个时候使用Hash类的容器可以使得代码更加简单。

  • 比如名字查询，并且要能实现有名字重复就报错，可以利用HashMap很简洁的实现：

  private final HashMap<String, UmlLifeline> name2LifeLine = new HashMap<>();
  
  public void addLifeLine(UmlLifeline umlLifeline) {
          id2LifeLine.put(umlLifeline.getId(), umlLifeline);
          if (name2LifeLine.containsKey(umlLifeline.getName())) { 
              name2LifeLine.put(umlLifeline.getName(), null);
          }
          else {
              name2LifeLine.put(umlLifeline.getName(), umlLifeline);
          }
      }
  
  //查询有关名字对应的umlLifeline，如果不含有key就是不存在这个名字，如果有key但是为null，就说明是重复
  if (!name2LifeLine.containsKey(lifelineName)) {
              throw new LifelineNotFoundException(interaction.getName(), lifelineName);
          }
          else if (name2LifeLine.get(lifelineName) == null) {
              throw new LifelineDuplicatedException(interaction.getName(), lifelineName);
          }
  

  • 利用HashSet，重写equals和hashCode来实现Operation查重：利用两个容器一个Arrilist一个HashSet，如果两个size不一样说明有重复。

  @Override
      public boolean equals(Object obj) { 
          if (!(obj instanceof MyOperation)) {
              return false;
          }
  
          if (!operation.getName().equals(((MyOperation) obj).getName())) {
              return false;
          }
  
          if (this.parametersMap.size() != ((MyOperation) obj).parametersMap.size()) {
              return false;
          }
  
          HashMap<NameableType, Integer> other = ((MyOperation) obj).parametersMap;
  
          for (Map.Entry<NameableType, Integer> entry : parametersMap.entrySet()) {
              NameableType key = entry.getKey();
              int value = entry.getValue();
              if (!other.containsKey(key)) {
                  return false;
              }
              if (other.get(key) != value) {
                  return false;
              }
          }
  
          return true;
      }
  
  @Override
      public int hashCode() {
          return Objects.hash(operation.getName());
      }
  

• 对应较为复杂度的查询功能，比如关机状态查询，循环继承等，都是通过dfs算法实现。由于这次作业的数据量不是很大，所以dfs的时间空间代价在合理范围内，并且通过递归的方式实现，可以在递归的时候同时修改有关的数据，使得下次再递归到的时候可以直接返回上次递归的结果，从而减少递归的次数，以及多次查询相同元素的代价

四个单元中架构设计思维及OO方法理解的演进

• 第一单元 表达式化简
  • 第一单元主要是为了让大家体验面向对象中的层次化设计，因为表达式中天然存在着表达式，项，因子等层次化关系，所以可以利用面向对象的思维很好的包装起来，在解析的时候自顶向下的解析，递归下降
• 第二单元 多线程电梯
  • 第二单元的内容难度较大，主要是学习多线程的有关知识，需要解决互斥同步的关系，主要的方法就是利用锁。此外这一个单元中更加体会到了增量开发的要求，从第一次到第三次作业出现了横向电梯，横纵方向的请求等等，我们需要尽可能在不改变已有架构的前提下实现增量开发，这就考验了我们的代码设计能力
• 第三单元 JML
  • 这个单元主要学习有关JML的知识，能够通过阅读JML来实现需求者的需求，并且保证代码能满足规格，体会到了规格化设计的严谨性
• 第四单元 UML
  • 这个单元继续学习面向对象中的层次化设计，新增加的内容就是学习UML模型，理解UML模型中的层次化设计理念。

测试理解与实践演进

• 第一单元
  • 主要利用python的numpy库直接来实现正确性检验，然后利用正则表达式来生成数据，生成数据的时候也采用了层次化的细想，基于形式化表达式来自下往上的生成表达式
• 第二单元
  • 第二单元主要是通过手动构造一些数据来测试，但是由于多线程输出的不确定性，在用肉眼判断正确性的时候出现了错误，导致了一些bug
• 第三、四单元
  • 主要是利用生成随机数据和指令，和同学对拍的方式，并且记录运行时间

课程收获

在四个单元的学习中，学习了java语言的使用，面向对象的有关设计思想，多线程有关的知识，基于规格的编程，UML模型的有关知识，同时在写作业的时候还收获了一些课外知识。比如在第一单元中学习了递归下降的有关知识，在第二单元中学会了生产者消费者模型，单例模式的使用来简化对象共享问题，第三第四单元中复习了图论有关的算法，比如最短路径，环等等。并且在OO学习的过程中始终严格要求代码风格，所以养成了在写代码无论是python还是C，都维护良好的代码风格，注意代码的架构以及可维护性等的习惯

改进建议

• 减小作业代码的量，每周一个大作业并且实现代码迭代开发对于我来说还是压力太大了，尤其是每个单元的第一次作业，都很难很快的掌握这个单元的要领，花费大量的时间与经历。感觉整个学期不是在写OO就是再检测OO
• 希望能提供更多的测试样例，以及加强一下公开的测试数据的强度。因为在每次OO的作业中，在强侧之前都无法获得很多有关代码的正确性的反馈，这给正确性检测带来了极大的难度，导致用来测试的时间甚至超过了代码本身编写的时间，然而这门课学习的是面向对象的思维，而不是如何用python生成测试数据，这样多少有点舍本逐末，并且花费学生更多精力
• 降低互测和性能分的占比，以及取消能扣别人的分这一制度，可以自己能加分的，但不应该扣别人的分，北航本就内卷严重，何必搞得更乌烟瘴气。