2026年北航面向对象设计与构造
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我也要 关注 + 加入社区本单元三次作业均围绕图书馆系统展开，我最终的代码结构大致如下：
| 类/模块 | 职责说明 |
|---|---|
Main | 解析输入，处理 OPEN/CLOSE 指令，其余请求交给管理层 |
LibraryManager | 系统总控，负责初始化与开闭馆流程，组织各服务模块 |
RequestHandler | 处理各类请求（借书、还书、预约、取书、阅读、评分等） |
ArrangeService | 负责开馆前/闭馆后的图书整理逻辑 |
MovementService | 统一管理图书移动及轨迹记录 |
BookCopy | 表示单本副本，记录位置、状态、预约与到期信息 |
User | 用户信息，包括信用分、借阅与预约状态等 |
Reservation | 预约对象及其状态（PENDING / READY / COMPLETED / EXPIRED） |
一、正向建模的理解
第四单元与前面最大的不同在于：不能先写代码再调整结构，而必须先进行建模。从需求中抽取“名词”和“行为”成为第一步。
实体
- 图书、副本
- 用户
- 书架、借还处、预约处、阅览室
- 预约
- 移动轨迹
- 信用分、借阅期限
行为
- 借书、还书
- 预约、取书
- 阅读、归还
- 评分、续订
- 查询、整理、移动
三次作业演进
| 作业 | 主要内容 | 设计变化 |
|---|---|---|
| HW13 | 基本借还、预约、查询、整理 | 建立核心领域对象 |
| HW14 | 阅读、评分、精品书架、状态扩展 | 引入统一移动模块 |
| HW15 | 信用分、续订、借阅期限 | 扩展业务规则与状态 |
二、两阶类图的作用
一阶类图
用于确定系统方向：
- 是否拆分 Book / BookCopy
- 是否需要 Reservation
- 状态如何建模
- 模块如何划分
二阶类图
用于与代码严格对齐：
- 类 / 方法 / 属性一致
- 枚举状态完整
- UML 与代码可追踪
最终实现中的关键结构：
LibraryManager：系统调度RequestHandler：业务处理BookCopy：状态载体User：用户状态Reservation：生命周期管理
三、架构设计
1. 系统入口层
Main 仅负责输入解析，交由 LibraryManager。
LibraryManager 负责：
- 初始化系统
- 开闭馆流程
- 任务分发
2. 请求处理层
RequestHandler 负责所有操作：
- borrow / return
- order / pick
- read / restore
- grade / renew
保持尽量无状态，调用领域对象完成逻辑。
3. 移动与整理层
MovementService
统一处理图书位置变化：
- 借书：书架 → 用户
- 还书：用户 → 借还处
- 阅读：书架 → 阅览室
ArrangeService
系统整理逻辑：
- 处理过期预约
- 分配图书
- 清理无效状态
- 按评分调整书架
4. 领域模型层
BookCopy：副本状态User：用户状态Reservation：预约状态TraceManager：轨迹记录Repository：对象管理
四、大模型辅助建模
1. 职责划分
用表格检查类职责是否过重。
2. 设计审查
用于检查扩展性与一致性。
- 状态变化是否一致
- 是否存在遗漏状态更新
- 缺失的状态转换
五、四个单元对比
| 单元 | 重点 | 思维变化 |
|---|---|---|
| 第一单元 | 表达式 | 对象拆分 |
| 第二单元 | 多线程 | 并发设计 |
| 第三单元 | JML | 规格约束 |
| 第四单元 | UML建模 | 系统设计 |
六、测试思维变化
- 第一单元：表达式正确性
- 第二单元：并发随机性
- 第三单元：边界与契约
- 第四单元：场景 + 状态一致性
七、课程收获
面向对象的核心不只是拆类，而是：
- 找稳定对象
- 管理状态归属
- 控制职责边界
- 保持系统可扩展
关键设计体现：
BookCopy防止状态分散User集中用户规则MovementService统一轨迹
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