2020北航OO第四单元总结

一、本单元架构设计

本单元作业是实现一个UML图解析器，其中实现接口及主要框架课程组已经提供，只需要我们完成特定功能。

在第一次作业时，感到十分迷茫，不知道如何下手，最后在重新学习了类图的mdj文件的各项含义及内在关系后，我选择设置一个umlTree类进行UML的解析，然后存入自己写的MyUmlClass和MyUmlInterface中，使其根据原有的UmlClass和UmlInterface构造，在其中实现operations、attributes、associations、parent等属性，自己写MyUmlOperation，实现attributes、parameters属性，这样存储完整个类图，再进行各项的查询时，实现起来还是比较简单的。

在第二次作业时，增加了状态图和顺序图两种，吸取上一个单元的教训，我并没有在原有类上进行添加，而是选择创建新的类MyUmlGeneralInteraction，使其继承自原有的MyUmlClassModelInteraction，并且构建新的解析类UmlTree2，在里面进行状态图和顺序图涉及到的元素的解析，同样地，存入自己写的MyUmlInteration和MyUmlStateMachine中，在顺序图类中实现lifelines、messages等，在状态图类中实现pseudostate、finalState、transitions等。虽然顺序图和状态图本身元素之间的关系十分复杂，但本次作业只涉及到一些十分简单的查询，所以我也只解析了本次作业用到的元素及其关系，有了第一次的基础，可以说是比较简单的。

在第三次作业时，增加了一个总的检查功能，涉及到了三种图，所以我在继承了第二次作业的MyUmlStateAndCollaboration（给第二次作业的查询类改了名字）后，在其中继承了umlTree1和umlTree2两个属性，利用这两个存储解析单元进行规格查询。在本次作业的实现过程中，出现了许多问题，比如R002和R003，一个是循环继承，一个是重复继承，前者找到环即可退出，后者找到重复才能退出，这样我就不得不实现多个查询继承类/接口的方法，但这些方法又有大量重复部分，略显冗余感，我觉得这是一个可以改进的地方。总之，这次作业较前两次作业耗时较多（一部分是由于没有很好理解题意），过程也略显复杂，并没有像我想的利用已知方法和属性即可完成。

在本单元三次作业过程中，我想达到一种类与类之间耦合性较低的效果，所以将大多查询操作放在元素类里面实现，这样，在实现一个查询操作时，往往需要从MyUmlGeneralInteraction转到UmlTree再转到具体的类去实现，过程有些长，但类与类间耦合度确实变低了，这种实现方法让我感觉不是很舒服，觉得这是一个可以优化的地方。另外，由于本单元的实现并没有重构过程，而是类的增加，所以仅贴上最后一次UML图。

二、单元架构设计及OO方法理解演进

第一个单元是多项式求导，需要将解析、多项式存储及求导、输出分化成不同的类去实现，将不同类的因子抽象成不同的类，利用因子→项→多项式的继承关系，采用先分后合的思想，先分别处理各个因子，将其求导，最后再合在一起，利用同类项合并、公式等方法进行优化，这一单元，将我们一main到底的思想彻底改成了面向对象。

第二单元是多线程电梯，类似于生产者消费者模式，生产者是需求产生类，消费者是电梯，需要一个调度器类在中间充当托盘的作用，将需求分配给电梯。调度器为单例类，电梯和需求类都以调度器类为锁，实现并发性。最后的优化也主要几种在调度策略中。

第三单元是根据JML规格实现图操作，在这一单元，我没有很好地理解课程组的意图，一直在一个类上进行方法的实现，没有将图更进一步抽象出来，最后，这一单元的收获是一系列的图算法。

第四单元是解析UML图并进行查询，主要是需要自己构建类进行UML图的存储，主要分成类图类、顺序图类及状态图类，对不同的图中的元素分别进行解析处理，在作业迭代过程中，实现查询类的继承。

三、单元测试理解与实践演进

在第一单元多项式求导中，我采用了先自己构造数据然后自动化测试的方式，由于bug都是出现在类似于(x*x)这种很奇怪的地方，导致自动化测试效果不是很好，没有测出来什么bug。

在第二单元多线程电梯中，我自己写了一些测试用例进行测试，最后设计上没有出现大问题，但有一些死锁的问题，主要原因在于我对加锁理解有些偏差，最后也成功改正过来了。

在第三单元JML中，我没有进行很好的测试，导致存在致命性bug，给了我一个很大教训。

在第四单元UML中，我通过starUML自动构建测试数据，主要对循环继承和重复继承进行测试，效果还可以，最后只死在了一个TLE上，是三单元中出现过的问题，这次没有注意。。

总之，感觉在测试过程中，只要自己先进行一定的合理性测试，就不会出现大bug，至于那些边缘化的特殊情况，自动化测试也很难检测到，但只要进行足够长时间的自动化测试，那么找到bug的概率会大大增加，其实，还是自己有技巧性地构造效果更好一些。

四、课程收获

上学期虽然上过Java课，但收获其实并不大，只是掌握了一些基本的java语言技巧，了解了继承、实现等，但在oo课伊始，仍给了我很大帮助。第一次作业虽然设置了Poly类，但后面仍然重构了，因为当时对OO课程设置不是很了解，扩展性思维不足，不过在第二次作业重构了之后，后面就没重构过了，我觉得我可扩展性设计的能力得到了很大提升。

关于面向对象的思维，虽然在前几次作业我已了解了一定的面向对象思维，知道将各个元素对象化，设置不同的类去处理他们，但在第二单元作业过程中，通过对Person的处理，我才更深一步理解了面向对象的好处，因为我一开始是用Hashmap嵌套的方式存储的乘客需求，这种隐式存储的方式可读性不高，而且不易扩展，最终在第三次作业时我被逼改成了用Person类存储，立刻感觉代码可读性提高了很多，而且操作更加便捷，至此，我才更加理解将一些元素封装成为对象的好处。

在第二单元中，通过一次又一次死锁，我对多线程、并发的编程技巧理解得更为透彻。

在二、三、四单元的迭代过程中，从一开始的不断地往一个类中增加东西，到通过继承的方法扩展类，我在开放封闭原则方面也获得了很大进步。

三到四单元，从给了我们架构让我们实现图的各种操作，到完全自己去建一个图去存储UML图，我学会了怎样合理方便地以面向对象的思维去解析并存储一个图，并且熟悉了图的一系列查询操作。

五、课程改进建议

希望JML单元中测能增加难度
希望实验课可以公布答案和成绩
希望理论课可以增加一些趣味性，很多时候感觉课程枯燥无味，让人抓不住重点，好多作业需要用的东西反而需要自学

六、线上学习体会

总的来说，这一学期的oo课程还是使我收获颇丰的，从面向对象设计→多线程→规格化设计→UML理解，我的能力有了很大提升，其实对于这门课程来说，线上还是线下区别不是很大（除了少了和老师面对面的互动，上课效率有所降低），周周的中测+强测+互测+bug修复，确实展现了它身为核心专业课的地位，但觉得互测环节没能做到很好，经常由于时间不够而未能对其他同学的代码进行深入分析，这一点可能还是我自身的问题，但后几周事情渐渐变多，确实难以面面俱到。本学期课程已然结束，很开心这一学期的学习，满满的收获，我也终于跨过了OO这一座大山。