OO第四单元总结及课程总结

一、前言

　　紧张刺激的OO“昆仑课程”接近尾声，经过一个学期的学习，我的收获和感触颇多，借此博客作业的机会，对自己OO这门课程做一个总结。本博客主要有以下五个方面，一是第UML单元的作业总结，二是课程期间架构设计及OO方法理解的演进，三是测试理解与实践的演进，四是自己的课程收获，五是给课程的三个具体改进建议。

二、第四单元作业总结

（一）第十三次作业

　1.任务摘要

　　实现一个UML类图解析器，可以通过输入各种指令来进行类图有关信息的查询。

　2.要点分析

　　理解UML类图的几个关键类型对象，并通过一系列数据结构来管理这些对象，完成查询。

　3.架构设计

　（1）主要思路：

　　　根据各类UML元素的职能，按照逻辑关系将其整合，构建出类似类图的结构，用Hashmap这一容器存储各类UML元素的信息并实现UML元素之间的索引交互。

　（2）类图：

（由于图片较大，看不清的话可以右键将图片转到新标签页，以下皆是）

　　分析：构建了MyClass类和MyInterface类，各自包含Attribute和Operation，由于Operation与其参数Parameter是包含关系，因此创建MyOperation类，以Parameter为成员变量。其中，每个MyClass类和MyInterface类可以包含多个MyOperation类，这些底层模块的上层联系在MyUMLInteraction类里构建。

　（3）方法复杂度分析：

　　　分析：分析复杂性比较高的几个方法，其中MyUMLInteraction的构造方法复杂度最高，原因是在构造方法中我写了三个循环，将各类UML元素elements[i]中的信息提取出来并存储到相应的数据结构中，所以设计复杂度iv(G)高，同时，有许多复杂的判断语句和if语句，导致圈复杂度v(G)较高。

　4.程序bug

　（1）一个由于粗心导致的非常愚蠢的错误。在MyInterface类里存储MyOperation的HashMap未实例化，导致要往里存东西的时候产生异常报错。

　（2）在查询类实现的全部接口时，由于对接口的多继承理解不到位，采用一个fatherID变量存储，在出现某个接口继承多个其他接口的时候就会导致漏掉某些接口。修改方法为：每个MyInterface类用一个HashMap存储与其有Generalization关系的其他接口的ID，查询的时候遍历所有“父”接口。

（二）第十四次作业

　1.任务摘要

　　在上次作业基础上，扩展解析器，使得能够支持对UML顺序图和UML状态图的解析，并能够支持几个基本规则的验证。

　2.要点分析

　　理解UML顺序图和状态图的几个关键类型对象，并通过一系列数据结构来管理这些对象，完成查询。理解类图几个基本规则的原理并实现其验证。

　3.架构设计

　（1）主要思路：

　　　类似上次作业，增加顺序图和状态图这两个相对独立diagram的结构，存储关键UML元素的信息，完成新增的查询指令。同时，在上次类图的模块中增加三条检查规则，检查重名、循环继承和重复继承。

　（2）类图：

　　分析：与上次的类图相比新增了顺序图SubMap类和状态图StateMap类，这两个类几乎独立于类图相关的那些类，作为新的模块与MyUMLGeneralInteraction中构建出联系。值得一提的是，上次作业的架构并不好，封装性不强，很多代码都是在顶层类中完成的，导致这次作业产生了超行问题，其实应该将类图有关的所有代码都封装起来，从而使整个架构变得整洁。这次作业，与顺序图。状态图有关的许多操作都放置在了类自身里，而MyUMLGeneralInteraction类只负责调用方法并抛出异常。

　（3）方法复杂度分析：

　　分析：除了由于设计架构（在构造方法中直接提取信息）导致的难以降低的复杂度以外，这次作业有刻意降低其他方法的各类复杂度，比如简化了条件表达式、使用更为简洁的代码、令函数携带参数 - 使用代参函数，强调函数的复用性等方法。

　4.程序bug

　（1）程序超时，产生CPU_TIME_LIMIT_EXCEED

　（2）检查R003时，应注意重复继承的类的子类也通过Generalization关系产生重复继承。

三、架构设计及OO方法理解的演进

　　回首课程整个学习过程，我的架构设计和OO方法理解的发展大概有三个阶段。

第一阶段为“思维转变阶段”，通过学习大一的C语言程序设计课程和数据结构课程，我初步建立起面向过程编程思想，首次接触面向对象编程，第一步需要进行编程思维的转换:在分析问题时，学会把构成问题的各个事物分解成各个对象。
第二阶段是“动手实践阶段”，在把问题分解成对象后，尝试在编程时具体实现：对象作为程序的基本单位，将程序和数据封装其中，以提高程序的重用性，灵活性和可扩展性。在这个阶段，设计时争取遵循七大原则：SOLID原则（单一职责原则、开放关闭原则、里氏替换原则、接口隔离原则和依赖倒置原则）、迪米特法则组合、优于继承原则（合成复用原则）。同时，在架构设计方面，尝试运用24种设计模式。比如：工厂模式、单例模式等。
第三阶段是“形成习惯阶段”，在一次次的作业中，用OO思想分析问题，欣赏学习他人优秀代码，努力形成面向对象编程的习惯，提高面向对象编程的能力，使自己的程序变得更好。

四、测试理解与实践的演进

　　回顾课程整个学习过程，我的测试理解与实践大概有四点方法。

第一点是“肉眼观察”，通过walk through发现程序中的漏洞，在面向过程编程时，这种方法还算有效，毕竟代码一步一步的过程很明晰，错误也很容易找到。但是在面向对象编程时就不是很好用了。
第二点是“构造边界测试用例”，这种方法需要极高的逻辑性，需要对输入需求有充分的理解。
第三点是“System.out”方法，在多线程单元，线程之间的关系错综复杂，传统的断点调试方法已经不适用，我回归到原始的输出调试，在可能的地方输出标志语句，使程序的运行过程可视化，从而发现问题所在。
第四点是“JUnit单元化测试”，可以使用OpenJML、JUnitNG自动化生成测试用例，抛却底层实现，而是着眼于“输入”与“输出”的顶层正确性，不关心具体的代码实现。

五、课程收获

第一单元是多项式求导单元，这一单元主要收获有：Java语言的初级编程技术、正则表达式匹配字符串、面向对象的思想、面向对象程序的构成、对象与类的概念、对象的特性、可变性、类的属性和方法、类的继承、多态与抽象等。
第二单元是多线程电梯单元，这一单元主要收获有：Java系统概览、JVM的基本结构、内存划分、对象方法调用、利用JProfile对程序进行分析、多线程程序的概念、处理方法、多线程并发时常见的线程安全问题、线程安全问题的解决方法、如何进行安全的设计、OO程序的分析与设计原则等。
第三单元是JML单元，这一单元主要收获有：规格的概念、JML语法、方法、类的规格、继承层次下类规格之间的关系、基于规格的测试方法、OpenJML、JUnit等测试工具的使用、数据抽象规格等。
第四单元是UML单元，这一单元主要收获有：UML语言、UML类图、UML顺序图、UML状态图、程序系统的理解、描述、StarUML的使用等。

　　早有耳闻OO课程会让大家苦不堪言，的确，看不懂指导书、写不出程序、强测炸掉没进互测、互测被人刀几十下，这些都是会让大家痛苦的东西，但是，痛苦能激励我们不断学习，如果每个人都做得很好，很水的过了这门课，短期内看起来很轻松幸福，但是从长远看，这些东西在你脑子里只是如一道流星一般划过，留下的只有美好的记忆而不是坚实的知识，而我们的OO，就像一块大陨石，狠狠地砸到你身上，不仅能把知识留下，还能砸出一个巨大的陨石坑，方便以后用知识对其进行填补（笑）。

六、课程建议

合理安排理论课和实验课的内容，尽量避免上午讲、下午实验的现象。
适当减少互测屋人数，个人认为四人一组为宜。如果可能的话，可以安排一个智能测试机器人，构成五人小组。
研讨课可以增加一个讨论时间，坐在一起的同学分小组讨论，这样同学们之间更方便直接地互相交流（因为站起来提问有时候会准备不够充分，而且不好沟通）。
建一个课程通知大群微信群，重要的通知（如时间节点啥的）发布在群里，因为同学们不可能天天守着课程网站的讨论区去看通知。