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张明媛-23373248 2025-06-15 21:34:13

在本单元中，我们通过正向建模与开发的方法，完成了图书馆管理系统的设计与实现。具体步骤如下：

需求分析
首先，我们明确了图书馆系统的功能需求，包括借书、还书、预约、取书、阅读、归还书、查询信用等。这些功能涉及多个地点（如书架、预约处、借还处、阅读室）和多个角色（如用户、图书）。
UML建模
- 类图：定义了系统中的类及其关系，如Library、User、Book、Shelf、AppointOffice等，明确了类的属性和方法。
- 状态图：描述了图书的状态变化，如借阅导致从书架到用户手中、预约逾期导致书从预约处到书架等。
- 顺序图：展示了预约取书的全过程中对象之间的交互和协作。
代码实现
根据UML模型，逐步实现了各个类和方法。例如：
- Library类作为核心，协调各个子模块（如Shelf、AppointOffice、ReadingRoom、BorrowReturnOffice、User）的交互。
- Book类记录了图书的信息和移动轨迹。
- User类管理用户的借阅、预约和信用信息。
迭代优化
通过多次迭代，逐步完善功能，如处理热门书籍的移动、信用分计算等，确保代码与模型的一致性。

正向建模的优势在于：

类图内容：
类图展示了MainClass、Library、User、Book、Shelf、AppointOffice、BorrowReturnOffice、ReadingRoom等类及其属性、方法、关系。
代码实现：
- 类图中的类、属性、方法均被实现。
- 类关系通过成员变量体现，如Library作为核心业务处理类中包含AppointOffice、BorrowReturnOffice、ReadingRoom、User、Book的实例，并负责管理它们。

状态图内容：
状态图描述了图书的状态（主要是图书所处的位置）及其转换条件（如借阅、还书）。
代码实现：
- 状态转换通过Book类的writeTrace()方法和Trigger标注记录。
- 状态转换逻辑分布在Library的方法中，如borrowed()触发Shelf → User。

顺序图内容：
顺序图展示了用户预约到取书的全流程，涉及Library、Shelf、AppointOffice、Book、User的交互。
代码实现：
- 顺序图中的消息调用对应代码方法。
- 对象协作逻辑与顺序图一致，如Library协调Shelf和AppointOffice完成书籍转移。

在复杂场景建模中，我们尝试通过ChatGPT辅助架构设计，关键策略如下：

提示工程（Prompt Engineering）：
- 结构化输入："请设计图书馆系统的类图，包含User、Book、Shelf、AppointOffice，要求体现借阅、预约关系，使用Java代码实现"；
- 迭代优化：根据模型输出的类图建议，补充CreditSystem等遗漏模块。
模型输出的批判性吸收：
- 采纳点：模型建议将Book的状态管理抽象为BookState接口，符合状态模式；
- 修正点：模型初期忽略了ReadingRoom与Book的关联，通过领域知识补充。
局限性与应对：
- 模型对业务细节理解不足（如信用分计算规则），需结合领域知识修正；
- 采用“模型输出+人工评审”模式，确保架构符合课程要求。

单元	考察能力	场景	思维突破
一	表达式解析与递归化简	数学表达式求值	学会将复杂问题分解为“表达式→项→因子”的层次结构
二	多线程同步与调度算法	六部电梯协同调度	理解并发编程中的线程安全与负载均衡策略
三	JML规格化与契约编程	社交网络功能实现	从“实现驱动”转向“规格驱动”，关注接口契约
四	UML建模与正向工程	图书馆系统设计	掌握从领域模型到代码的系统映射方法，建立“模型优先”思维