第二次Java大作业总结

Java大作业总结

目录

一.前言

这三次大作业，第四次是连接着前三次的，由于还有填空题题和多选题的出现，判分的逻辑要改变，同时还增加了正则表达式判断格式，输出的逻辑也要改变，这次代基本上是对上次代码的大改，只有输入的逻辑和之前两次差不多，其他逻辑都改变了。第五次大作业是新的开始，比较简单，我也没有用到电路这个类和引脚这个类，但这导致第五次代码沿用第四次的根本写不出来，于是又重写了一遍加了串联电路类和并联电路类。这三次大作业都用到了继承。同时也都用到了集合和集合的遍历。还有类里面重写toSting方法。对于集合的遍历的方法，很多都是Java特有的，在C语言未曾见过的语法。

第四次大作业

1.设计与分析

这次的代码的输入逻辑我沿用了上次大作业的逻辑，同时也增加了分割多选题和填空题的代码逻辑。把单选题，多选题，填空题抽象出来，变成了类，这三个类分别是oneChoice multipleChoice fillQuestions ，同时它们都继承至Question这个类，这个类又有id content和Answer这三个成员变量。同时还有类QuestionMap ，这个类中的成员变量private Map<Integer, Question> questionIDAndQuestion = new LinkedHashMap<>();存储所有题目的信息。

  • 在scanningPaper这个类的职责是存储输入的信息。先读取一行的信息判断输入信息是否是end,如果不是就用StringBuffer存储同时还在每一行的末尾存储换行符\n。
  • 接着便是Split这个类，它获取到刚刚存储到的信息，按开头字母的进行题目的划分，创建相应单选题，多选题和填空题的对象，接着存储到questionIDAndQuestion 里面。在划分时，还有进行题目格式的判断，于是我定义了一个checkFormat类，来检查题目格式是否正确，若不正确，提示信息，同时跳过这个题目的存储。在#T的分割中，我一边存储信息，也一边算总分是否达到了100分，若没有达到也直接提示对应信息。还有学生类中，定义了一个Map的键值对来存储学生的学号和姓名。也有删除题目类，我用Set集合存储删除题目的题号。至此输入信息，分割和存储题目信息等工作都完成。检查格式的正则表达式如下：
	String check = "#N:\\d+(\\s+#Q:.+?\\s+#A:.+?)";
    String check = "#Z:\\d+\\s+#Q:.+\\s+#A:.+";
    String check = "#K:\\d+\\s+#Q:[^#]+\\s+#A:[^#]+";
    String check = "#T:\\d+(\\s+\\d+-\\d+)+";
    String check = "#X:\\d+\\s+\\w+(-\\d+\\s+\\w+)*";
    String check = "#S:\\d+\\s+\\d+(\\s+#A:\\d+-.+)+";

  • 接着便是评分类rate，这里用到了很多Java特有的集合的遍历和Lambda表达式，比如

    split.getAnswerPaper().AnswerSheets.forEach((paperId, studentMap) -> studentMap.forEach((studentId, Answers) -> studentAnswers.computeIfAbsent(studentId, k -> new HashMap<>()).put(paperId, Answers)));

    这里就是先遍历AnswerPaper中的AnswerSheets集合，同时这个集合中又存储了studentAnswers这个集合，于是有对学生的答案信息进行遍历，从这个集合中获取学生的学号，同时从AnswerSheets集合获取学生输入的答案，接着用Map<String, Map<Integer, List<Answer>>> studentAnswers = new HashMap<>();存储起来，学号最为键，对应学号的学生的答案存在List集合里面作为值。因为最后输出答案要按学号顺序输出，于是又对这个Map进行按学号排序，最终遍历整个排序好了的集合，通过学号获取到试卷的Id,然后通过试卷的Id获取题目信息，遍历题目信息，对答案为空，被删除的题目和题目本就不存在这三种情况进行过滤，输出对应的信息。若是没有这三种情况，就开始评分.

    • 单选图评分最简单，return question.getAnswer().equals(givenAnswer.trim());直接比较学生给的答案和标准答案是否符合，返回值为布尔类型。
    • 在多选题中，先把存储标准答案的集合和学生答案的集合转为Set集合，接着用containsAll先比较是否包含全部内容，再比较Set集合大小，若是标准答案的Set集合全部包含了学生答案的Set集合，且2个Set大小一样，那么说明是全对的。若是标准答案的Set集合全部包含了学生答案的Set集合，但标准答案的Set集合大小大于学生答案的Set集合，那说明是少选。若是若是标准答案的Set集合没有全部包含了学生答案的Set集合，那就是错选了
            if (studentAnswerSet.containsAll(standardAnswerSet) && standardAnswerSet.size() == studentAnswerSet.size()) {
            return true;
        }
        if (studentAnswerSet.containsAll(standardAnswerSet) && standardAnswerSet.size() < studentAnswerSet.size()) {
            return "partially correct";
        }
        return false;
    }
    • 在填空题中，获取到标准答案的字符串，再与学生的答案比较，若是equal，那就是全对。如果不是equal而是contain那就是半对，2中情况都不是那就是错填。

判完分最后就是输出了。

类图

顺序图

2.踩坑心得

  • 刚开始由于错误使用equal方法，导致要是半对也会判成错误。

  • 遍历题目时，删除的题目可能还会遍历，导致根据题号获取题目时，题目对象为null报错。

3.改进建议

  • 当前代码在很多地方直接使用了 System.out.println 来输出错误信息，如遇到无效问题或答案为空的情况。建议使用异常处理机制来替代，这样可以更好地控制程序流程，并且可以在更高层次捕获并处理这些异常。

  • checkCorrect 方法在 oneChoice, multipleChoice, 和 fillQuestions 类中实现了相似的功能，但各自独立实现。可以通过在基类 Question 中定义一个默认的检查方法，并允许子类重写它来提高代码复用性。

  • 在 ratingPaper 方法中，有多个循环嵌套，特别是当数据量较大时可能会导致性能瓶颈。考虑使用更高效的数据结构或算法来减少不必要的遍历次数，例如使用哈希表来快速查找答案。

  • rate 类中的 ratingPaper 方法实现了评分逻辑，但该方法过于庞大，包含了太多的功能。可以考虑将其拆分为几个小的方法，每个方法负责评分过程中的一个具体步骤，比如获取学生答案、验证答案正确性等。这样做可以使代码更加模块化，易于维护和测试。

  • 遵循Java命名约定，变量名应采用小驼峰式命名法（camelCase），如 AnswerContent 应改为 answerContent。

  • 类名应该清晰地表达其用途，如 DeletionQuestion 可能更合适的名字是 DeletedQuestionsManager。

第五次大作业

1.设计与分析

看了题目知道这是第一次迭代，比较简单。我也按照题目信息，划分了device这个类和它的子类controlDeceive还有controlledDeceive,其中controlDeceive又有子类开关k，分档调速器f,还有连续调速器l。controlledDeceive又有子类白炽灯b，日光灯r，和吊扇d。

  • device类中inputVoltage，outputVoltage，默认都是220V，还有一个String类型的deceiveId。

  • 在开关k类里面还有一个独属于它的属性link，默认为false，当检查到输入了#K时，就会调用k类的toggle方法，把link置为相反，同时输入输出电压都变成0V，表示断路。

  • 在分档调速器f类中，也有它的私有属性gears，默认为0，通过这个参数，可以修改分档调速器输出的电压。当检查输入了#F+或#F-时就会调用addGears或sybGears方法，实现分档，最后调用这个类里面的SetOutputVoltage方法，就可以实现分档调速。

  • 在连续调档器l，同样也有proportion表示挡位，也是调用SetOutputVoltage方法设置输出电压，输出的电压直接通过getInputVoltage获取输入电压在乘上挡位。还要注意的是，最后输出我是放在这个类中，重写toSting方法，我用了DecimalFormat类实现输出只保留2为小数。

  • 在柏白炽灯d类中，有表示亮度的属性lightIntensity，当输入的电压大于0时，通过公式
    lightIntensity = (int) ((getOutputVoltage() - 10) * 5 / 7 + 50)就可以计算出亮度。

  • 在日光灯r类中，同样定义了Brightness，这里计算比较简单，亮度只有0和180。

  • 在吊扇d类中，定义了speed，根据电压调节speed，在电压80~150时，根据公式speed = (int) (4 * getOutputVoltage() - 240);算出此时的电压，大于150V时直接设置speed为360，小于80V时speed设置为0。

  • 此外还定义了一个home类。来操控以上这些类，在输入时，也是和上一次大作业一样，定义一个StringBuilder类型变量，如果输入了end，就跳出循环，否则用该变量拼接该行后再拼接换行符\n，再逐行判断如果这一行字符串开头是#，就进入getControlCommand方法，获取命令，否则就进入getDevice方法获取设备，我定义了一个Map存储这些设备

    private static Map<String, device> indexAndDeceive = new LinkedHashMap<>();

    先根据开头首字母判断是哪一种设备，然后再构造对应设备的实例，分割字符串，获取设备Id，因为同一个设备Id会出现2次，所以如果indexAndDeceive里面没有值为这个Id，就存储进去，否则不存储。然后在getControlCommand方法中，判断这一行是包含K,F,L其中的哪一个字母，然后跳转到对应操作。

  • 最后是输出，输出的顺序要按开关、分档调速器、连续调速器、白炽灯、日光灯、吊扇的顺序依次输出，所以先定义一个字符串数组，代表顺序，先遍历整个数组的内容，再在循环中遍历设备的Map，获取设备的Id，如果设备的Id的首字母是这个顺序就输出，否则就跳过

    String[] order = {"K", "F", "L", "B", "R", "D"};
        for (String type : order) {
            for (Map.Entry<String, device> entry : indexAndDeceive.entrySet()) {
                String deviceId = entry.getKey();
                device device = entry.getValue();
                if (deviceId.startsWith(type)) {
                    System.out.println(device);
                }
            }
        }

类图

顺序图

2.踩坑心得

  • 开始存储Id值时，只是把K,L,F...这些当成Id，但是后面发现应该把K1这种当成Id存储。
  • 开始默认电压为220V，但是后面经过分档调速器和连续调速器时，电压会变小，但是我又没用到引脚，如果后面有多个电器，就会出现前面和后面的电器联系不上的情况，导致电压也不知道是多少了。

3.改进建议

  • 类名应该使用驼峰式命名法（Camel Case），例如 ControlledDevice 而不是 controlledDeceive。

  • 变量名和方法名也应该遵循驼峰式命名法，如 deviceID 和 setDeviceID。

  • 避免使用容易引起误解的名称，如 deceiveId，建议改为 deviceId。

  • 抽象类：可以考虑将 device 类定义为抽象类，并在其中定义一些通用的方法，如 turnOn() 和 turnOff()。

  • 接口：可以定义一些接口来描述不同的行为，如 Switchable、Dimmable 等，这样可以使代码更加模块化和易于扩展。

  • 设备管理：home 类中的设备管理可以使用更高效的数据结构，如 HashMap 或 TreeMap，以便更快地查找和操作设备。

  • 输入解析：输入解析部分可以使用正则表达式来简化和优化，避免手动分割字符串。

  • 状态管理：可以使用枚举类型来管理设备的状态，如 ON、OFF 等，这会使代码更加清晰。

  • 电压设置：在 f 和 l 类中，电压设置的逻辑可以提取到一个单独的方法中，以减少重复代码。

  • 输入验证：在解析输入时，应添加更多的异常处理，确保输入格式正确，防止程序因错误输入而崩溃。

  • 边界条件：在设置电压和速度等参数时，应检查边界条件，确保不会出现非法值。

第六次大作业

1.设计与分析

由于上次大作业设计的不好，这次大作业重写了一边类和逻辑，现在我定义了一个电路设备类CircuitDevice用来被继承，这个类属性有id,resistance,voltage,outputVoltage,inputVoltage。和上次一样，定义了受控设备类ControlledDevice和控制设备类ControlDevice继承它，这两个类有被其他类继承。在开关类的构造方法中，直接报开关电压置为-1，代表开路。若开关闭合，则设置电阻为0Ω。其他控制设备类也是和上次一样，只是电阻要设置为0Ω。其他的受控设备也是和上次一样，多的一步就是要在构造方法里面设置电阻。同时我还定义了一个电源类和一个地类它们都继承电路设备类。特别的是，根据老师上课讲的思路，我把并联电路也继承了电路设备类，当成一个设备，这样好算电阻和电压。

  • 在输入时，判断开头，如果是“#T”就调用parseSeriesCircuit方法，如果是“#M”就调用parseParallelCircuit方法，否则调用parseOperation方法。同时输入解析类中有3个成员变量。

    private Map<String, CircuitDevice> devices; // 所有设备的映射
private List<SeriesCircuit> seriesCircuits; // 串联电路列表
private List<ParallelCircuit> parallelCircuits; // 并联电路列表

  • 在parseSeriesCircuit方法中，先过滤IN,OUT,VCC,GND这些字符串，然后判断是哪一个设备，然后构造该设备的实例，添加到devices这个Map集合，同时这个方法创建了一个SeriesCircuit实例，这个类里面有private List<CircuitDevice> devices; // 串联电路中的设备列表，会把设备的实例也添加到这个List里面，之后把SeriesCircuit这个实例加入到seriesCircuits这个List集合。

  • 在parseParallelCircuit方法里面，把并联设备存储起来，同时计算并联电路的总电压。

  • 最后是输出，遍历seriesCircuits，判断总电阻是不是-1，若是-1代表断路，直接跳过，若不是，继续遍历，是否是调速器，是的话计算经过调速器的之后的电压，然后用分压法计算各个受控设备的状态。接着又遍历遍历parallelCircuits，计算它内部串联电路的的电阻和电压，更新设备状态。

        public void updateCircuits(double voltage) {
        for (ParallelCircuit circuit : parallelCircuits) {
            circuit.total_resistance();
        }
        for (int i = seriesCircuits.size() - 1; i >= seriesCircuits.size() - 1; i--) {
            boolean flag = false;
            if (seriesCircuits.get(i).getTotalResistance() == -1)
                break;
            if (seriesCircuits.get(i).getDevices().get(1) instanceof ContinuousSpeedController || seriesCircuits.get(i).getDevices().get(1) instanceof SteppedSpeedController) {
                ((ControlDevice) (seriesCircuits.get(i).getDevices().get(1))).update(220);
                flag = true;
            }
            for (int i1 = 2; i1 < seriesCircuits.get(i).getDevices().size(); i1++) {
                double v = 0;//工作电压
                if (flag) {
                    if (seriesCircuits.get(i).total_resistance() != -1)
                        v = seriesCircuits.get(i).getDevices().get(1).getOutputVoltage() * (seriesCircuits.get(i).getDevices().get(i1).resistance / seriesCircuits.get(i).total_resistance());
                }
                else
                    v = 220 * (seriesCircuits.get(i).getDevices().get(i1).resistance / seriesCircuits.get(i).total_resistance());
                seriesCircuits.get(i).getDevices().get(i1).update(v);
            }
        }
        for (ParallelCircuit circuit : parallelCircuits) {
            int i = 0;
            for (SeriesCircuit seriesCircuit : circuit.getCircuits()) {
                if (seriesCircuit.getTotalResistance() == -1) {
                    i++;
                    break;
                }
                for (CircuitDevice circuitDevice : seriesCircuit.getDevices()) {
                    circuitDevice.update(circuit.voltage * (circuitDevice.resistance / circuit.getCircuits().get(i).getResistance()));
                }
                i++;
            }
        }
    }

    最后输出和上一次大作业输出一样。

类图

顺序图

2.踩坑心得

  • 在开关类toggle方法中，我先判断开关状态设置电阻为0或-1，再取反开关状态导致后面逻辑错误，正确的应该是先取反再判断

  • 再判断#M时，通过findParallelCircuitById方法获取并联对象时，传入Id的值出错导致获取不到并联对象。

3.改进建议

  • 模块化：考虑将不同的功能模块化，例如将设备的创建逻辑、电路的构建逻辑、电路的更新逻辑等分别放在不同的类或方法中。这有助于提高代码的可读性和可维护性。
  • 封装性：进一步增强类的封装性，确保内部状态不会被外部直接修改。例如，CircuitDevice 类中的 resistance 和 voltage 等属性可以设置为私有，并提供公共的方法来访问或修改这些属性。

  • 避免重复计算：在 SeriesCircuit 和 ParallelCircuit 类中，总电阻的计算可以缓存起来，避免每次调用 total_resistance() 方法时都重新计算。

  • 减少对象创建：在 InputParser 中解析输入时，如果设备已经存在，则不需要重新创建对象。可以通过检查 devices 映射来确定是否需要创建新对象。

  • 命名规范：遵循一致的命名规范，例如使用驼峰命名法（camelCase）或下划线命名法（snake_case）。目前代码中既有驼峰命名法也有下划线命名法，建议统一。

  • 集成测试：编写集成测试来验证整个系统的各个部分是否协同工作。例如，可以测试完整的电路配置是否能够正确计算每个设备的状态。

  • 接口和抽象类：考虑定义更多的接口和抽象类，以便更容易地添加新的设备类型。例如，可以定义一个 SpeedController 接口，让 SteppedSpeedController 和 ContinuousSpeedController 实现该接口。

  • 工厂模式：使用工厂模式来创建设备对象，这样可以在不修改现有代码的情况下添加新的设备类型。

总结

通过这三大作业，让我认识到了代码逻辑结构设计的重要性。由于上次代码设计的不好，导致这次代码又得推倒上次代码重写，浪费了很多时间，如果刚开始就设计好了，直接在上次代码上增加内容，这样可以节省不少时间。这三次大作业也让我对继承有了更加深入的了解，同时我也学会了JAVA集合的遍历方法和Lambda表达式语法。还有学到了HasMap和LinkedHashMap等集合的异同点。对于什么场景使用什么类型的集合有了更加深入的认识。

posted @   22207130-叶盛东  阅读(35)  评论(1)  编辑  收藏  举报
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