OO第四单元总结暨期末总结

OO第四单元总结暨期末总结

第四单元三次作业架构与迭代

整体感受

第四单元主要学习的是UML相关的知识，大体包括类图，顺序图与状态图。在理论课掌握了所有知识点的前提下，代码实践部分的难点则集中在初期阅读大量官方代码(yysy，第一次作业开始写代码前我至少花了3h+的时间理解到底要做什么，开局处于完全蒙蔽的状态，有OS那味儿了，中后期则主要在各种element之间的结构设计方面，只要搭好了整体的框架，剩下的就是简单而冗杂的填写代码了。用我在通宵肝完第二次作业后发的pyq做个总结，“写UML和建高楼一样，设计师先绞尽脑汁想出一个完美的架构，接着无数工人日以继夜的重复着机械性的工作，思考和建造都十分痛苦，等大楼建好，会有一瞬间的成就感。然而万幸又不幸的是，coder是设计师和工人的结合体。。。”

HW1

第一次作业主要任务为完成类图的识别处理。整体的element结构可以归为一个树形，顶层为UmlInteraction,用于储存多个class，第二层为class，储存了所有Operation和实现的Interface，剩下的Parameter则储存在Operation中。并且由于mdj文件格式读入顺序的原因，需要两次读入才能读取全部的element，因此我设计了两次Build类来进行读入刷新。

HW2

第二次作业相比第一次作业新引入了状态图与顺序图的解析，因此可以将三者的顶层父类设置为UmlGeneralInteraction，类比第一次的作业，在UmlCollaborationInteraction与UmlStateChartInteraction中分别实现顺序图与状态图，其中UmlStateChartInteraction -> UmlStateMachine -> UmlRegion。在代码实现部分，由于本身对运行时间的要求不高，大部分的容器选择HashMap，能有效的去重与快速查询。值得一提的而是，需要为每种查询方法的结构设置专门的容器并且设置标记，来节约时间。

HW3

第三次作业去前两次比在架构上没有过多的改动，只是加入了异常检测，因此只需将各个异常下发至UmlClassModeInteraction，UmlCollaborationInteraction与UmlStateChartInteraction三个大类中即可。最大的难点在于对图的优化，这里我学习了Floyd来检测循环图，还有便是由于要对重复输入的各种element进行反馈，则需要将前两次作业中“自动去重”Map换为Arraylist来获得全部的element。

下面是我最终作业的整体结构UML分析图：

四个单元架构设计与方法演进

Unit1

第一单元YYSY由于初次接触面向对象，我对单独一个问题的分析还主要停留在面向过程的思路。虽然能勉勉强强分出输入字符串 -> 多项式 ->项 -> 因子 -> 求导结果的链式结构，但在具体解析，异常判断，结算，输出等功能模块上架构一塌糊涂。全部塞到Main里，光荣的继承了一main到底的传统，也直接导致了我整个OO课程中唯一次通宵重构情况的出现QAQ。

Unit2

第二单元在整体架构上其实考察较少，主要难点在于对多线程的理解，测试，与电梯算法的实现。架构方面主要还是以生产-消费者模式为主，将输入的Passengers和电梯elevator分别当作生产者与消费者线程，等待缓冲区中的乘客作为共享资源，同时为调度器Controller专门开一个线程，以减少电梯线程和输入线程的交集，减少死锁发生的概率。剩下的便是电梯算法的选择，我使用了改良版的LOOK算法，最终性能测试效果很好。处理死锁则分为两个部分，在代码实现阶段通过synchronized同步锁保护共享资源，而第二部分则是在测试阶段通过构造的大量随机边界数据来试错。第三次新增的换乘则通过加入Changer换乘线程与之前的Passenger与elevator线程共享等待队列即可，具体实现则需加入各种标记来确定该Passenger所处的状态与目的。

Unit3

第三单元JML在架构设计上也较为简单，主体的代码结构已经给出，难点则在对图的理解与算法层面。架构中考察的核心也在于如何选择合适的容器类型来提高效率，我选择设置缓冲区，Map处理查询，List处理遍历，二者双剑合璧的设计思路。在算法层面，难点集中在双连通，最短路径，循环回路判断，需要阅读自学大量网上和同学提供的资料博客，恶补遗忘的离散。

Unit4

第四单元架构方面上文已经提到，可以说本Unit对架构的要求是所有作业中最高的，思考出一个好的架构能一劳永逸，让整个单元演变为简单平淡的代码填写任务(类似隔壁OS实验)。总体来讲我采用了树状的架构，保持子类与父类的通信，同时设计出明显的递进迭代关系，总体单元体验较佳。

四个单元测试理解与实践的演进

每个单元具体的测试方法在该单元总结中已经提到，总的来讲，第一单元主要通过手捏边界数据，用Python自带的库写评测机两个方法来实现，yysy感觉第一单元单纯在想要实现全部数据的覆盖方面，是在四个单元中难度排在较前的，主要在于很容易遗漏许多特殊情况，这时讨论区和朋友的重要性就体现出来了。第二单元由于多线程的原因，对测试的要求便是全面覆盖与大量数据试错，通过随机数据搭建评测机即可。第三四单元由于实现的功能较多，除去明确考察性能的点（例如双连通）需要手捏测试数据外(肖学姐的万恶菱形图历历在目)，剩下的我均采用与同学对拍的方式进行，效果很好。

课程收获

可以说OO是目前为止来到北航后我上的最好，最接近实际应用的课程了。不仅学习到了实现各种测试方法工具与OO代码实现的知识，更重要的是结合理论课上老师讲述的知识，理解了从接手一个项目，到分析设计架构，选择合适的模型，再到实现这个整体的工作框架与面向对象的思考思路，我认为这个是我本学期最大的收获了，也对我以后的学习，实验乃至工作，都有很大作用。

课程建议

我一直认为第一单元作业的设计有可以改进的地方。综合来讲，我在第一单元花费的精力与掉的头发是最多的，当然有一定原因是第一次接触OO，但绝大功夫都花在思考读入多项式算法，正则的构造与拼凑各种古怪的测试数据我认为应该也不是个例，相信很多同学的第一次或者说唯一一次重构都交代在了第一单元，而重构的原因大多都是读入数据格式的变化与要求的变化。因此我认为在初入OO的第一单元作业，可以将考察重点放在架构的分析设计上，而不是形如程设DS的面向过程数据处理上。
希望能将实验每次的成绩透明话，yysy目前都不清楚自己实验的得分，感觉怪怪的，并且有几次的实验难度离奇的高，需要阅读理解的代码太多，很难get到考察的点。
希望对互测时提交的次数设置上限，或者对多次提交针对他人的同质问题设置一定的惩罚措施，有次一个bug被某个小朋友爆破了8次感觉着实不爽，虽然最后合并修复了，但也能猜到该同学抱着赌对面不修复的心理，来回提交类似的手捏数据，并不是评测机生成的随机数据，让整个互测的用意都变了味儿。。。

线上学习体会

感觉线上与线下的学习效果区别不大，除去无法见到可爱的老师与助教们外，剩下的遗憾就是缺少了研讨课听行业大牛谈心得的机会，希望以后能蹭课补上hh。