OO第四单元总结&课程总结

朱雄伟-22373498 学生 2024-06-11 11:50:01

OO第四单元总结&课程总结

正向建模与开发

在设计领域中，正向设计是从概念、模型，产生实物的过程。与正向设计相反的是逆向设计，是先有实物，通过对实物的观察（扫描、获取三维坐标点）获取实物的模型，然后对模型进行再次创新。

软件工程中，正向建模是一种自顶而下的软件设计过程。从高层次的总体功能出发，对每个层次的功能进行分解和细化，逐步达到对底层细节的设计，以实现对整个系统的全面把握。

正向建模有清晰的层次结构和元素关系，可以考虑到系统中的各个角色和各种业务场景，可以达到更全面的系统分析和设计。

本单元围绕图书管理系统，模拟图书馆中包括借书、还书、预约、取书、捐赠、信用积分等多个复杂功能和场景。通过UML类图绘制，我先明确了各个情况下的书籍位置状态转移图，并依此完成了图书馆各个部门的功能设计。

在类的划分上，以hw13为例：

类的划分主要关注书被谁持有着：只可能是书架、预约处、借还处和用户

借书时，书沿着“书架->借还处->用户”移动，书的位置状态发生改变
书架与借还处只需要管理某本书是否能离开
以图书的持有人状态为基础，分别建立书架类、预约处类、借还处类和用户类
自主查询机的功能由书架实现即可
预约时需要记录预约日期、图书编号、是否满足等信息，需要另外建立数据结构进行存储

完成设计的时候，必须要明确类间的协作关系。

协作关系不仅仅是类图中的关联，依赖关系等，更重要的是顺序图中能体现出的交互方式
- 类之间需要传递怎样的信号达成握手
- 一个类如何调动另一个类并又如何接收到其他类的反馈
在大致梳理清流程后还可以进一步思考
- 如何提高类的内聚降低类间的耦合
- 如何将代码模块化提高可拓展性
基于类间协作关系的思考方式是比较普适的
- 之前的表达式化简、电梯还是现在的图书馆均是如此
- 想清楚类之间需要传递什么信息来协作时，面向对象层次的问题已经大体解决，剩下的就是类内部的程序设计

架构设计

数据：
- 书籍：物理意义上的书籍，包括编号、截止日期、捐赠人编号、是否预期、借阅次数等；
- 预约记录：记录借阅信息，包括借阅者编号、借阅图书编号、失效日期、是否到达等；
设施：
- 图书馆：管理时钟，并且判定开馆，闭馆等，拥有书架、借还处、预约处等对象；
- 借还处、预约处：拥有图书缓冲区、判断准入准出等；
- 书架与漂流书柜其实是一样的：出库、入库、查询余本等。

以hw15为例，UML类图如下：

现在再看，其实BookShelf、BorrowReturnOffice和AppointmentOffice的功能与操作大差不差，可以用继承的方法把重复代码提炼出来，提高内聚。

课程总结

关于架构思维

第一单元

第一单元是我真正意义上第一次采用面向对象的思想去解决问题(OOPre的作业主要还是熟悉java语法)，面对复杂的表达式，面向过程的编程思想显得无从下手。这因为如此，我才更深刻地体会到面向对象分析解决问题的优势，将复杂的表达式层层解析为一个个对象，使用递归下降的方法对其进行解析和处理，最终迎刃而解。但是现在再回头去看第一单元的代码，相比于第四单元还是有很明显的“面向过程”的影子，这也导致部分模块的处理显得尤为臃肿，方法复杂度也非常高。

第二单元

第二单元主要学习多线程编程以及设计模式的应用，这也是我第一次学习使用多线程的方法编写代码，对线程同步互斥的理解还非常浅，导致处理线程同步和线程安全的问题上花费了大量的时间和精力。但同样的，这个单元的作业给我带来的进步也格外显著，不光是熟悉了多线程的使用方法，更重要的是学习到生产者消费者模型和流水线模型，通过在作业中设计这两种模型也加深了对面向对象编程的理解，将调度器、托盘、需求、电梯等设计为对象，分别思考他们的功能，最终作为一个个模块组合为项目，这也让我体会到面向对象编程“分而治之”的特点。

第三单元

第三单元的核心是学习JML规格化语言，没有太多需要自己设计架构的地方。此外也借此复习了图论的相关算法，并了解到各个基础算法的优化方式。不过这一单元课程组提供的代码架构也确实让我学习到不少经验，这在我第四单元的架构设计中其实也有一定体现。把person、relation分别看做图的节点和无向边，构建起来网络模型，并针对这个网络进行一些功能拓展（如标签，发送信息等）。