航空货运管理

一、前言
在两次的题目集中，我们看到了继承和多态的应用。这些原则是构建灵活、可扩展系统的关键。通过实现继承，我们可以创建通用的类和接口，并通过多态实现不同类对象的统一处理。这两次的题目集相比上一次的更简单一点。主要使用继承和多态、接口。
题目集08涉及继承与多态的实现，以及程序功能的扩展设计。
7-1 NCHU_点线面问题重构（继承与多态）
在“点与线（类设计）”题目基础上，对题目的类设计进行重构，以实现继承与多态的技术性需求。对题目中的点Point类和线Line类进行进一步抽象，定义一个两个类的共同父类Element（抽象类），将display()方法在该方法中进行声明（抽象方法），将Point类和Line类作为该类的子类。
再定义一个Element类的子类面Plane，该类只有一个私有属性颜色color，除了构造方法和属性的getter、setter方法外，display()方法用于输出面的颜色，输出格式如下：The Plane's color is:颜色
在实现过程中，我首先定义了抽象类 Element。抽象类是一种特殊的类，它不能被实例化，但可以为子类提供一个通用的接口和部分实现。通过将 display() 方法声明为抽象方法，我确保了所有继承自 Element 的子类都必须实现这个方法。这种设计方式不仅提高了代码的可维护性，还为后续的功能扩展提供了极大的便利。
在主方法内，定义两个Point（线段的起点和终点）对象、一个Line对象和一个Plane对象，依次从键盘输入两个Point对象的起点、终点坐标和颜色值（Line对象和Plane对象颜色相同），然后定义一个Element类的引用，分别使用该引用调用以上四个对象的display()方法，从而实现多态特性。

抽象类与抽象方法：
定义了一个抽象类Element，并在其中声明了抽象方法display()。
Point、Line和Plane类继承自Element类，并实现了display()方法。

7-2 NCHU_雨刷程序功能扩展设计
在给定的汽车手动风挡玻璃雨刷程序的基础上，对程序进行重构（Refactoring），使得程序可以对功能进行扩展。
此题要实现两种不同的雨刷系统，我只得到了部分分数，对于控制杆一直降档的情况，不知道要怎么处理。没有使用接口避免代码复用。

7-3 NCHU_航空货运管理系统（类设计）
使用了 ArrayList 来存储货物列表（cargoList），动态管理多个货物对象。
这题的输入较多，很容易就看错了。这个问题让我深刻认识到接口在面向对象编程中的重要性。接口是一种特殊的抽象类，它只包含方法的声明，而不包含具体的实现。通过接口，可以定义一组行为规范，让不同的类实现这些规范，从而实现代码的复用和解耦。如果我在实现雨刷程序时能够合理地使用接口，就可以更清晰地定义不同雨刷系统的行为，并通过接口的多态特性来实现功能的扩展。

题目集09：
7-1 NCHU_魔方问题
问题描述：本问题中的魔方有两种，一种是正方体魔方，一种是正三棱锥魔方，其中，正方体或正三棱锥魔方是由单元正方体或正三棱锥组成，单元正方体或正三棱锥的个数由阶数（即层数）决定，即魔方边长=阶数*单元边长。
利用“立体图形”问题源码，实现如下功能：
魔方有三个属性：颜色，阶数，类型（正方体魔方、正三棱锥魔方），程序要求输出魔方的颜色、表面积和体积。

定义了抽象类 RubikCube 和 Solid，并在子类中实现抽象方法。
SquareCube 和 RegularPyramidCube 继承自 RubikCube，Cube 和 RegularPyramid 继承自 Solid。
通过继承实现代码复用，减少重复代码。
通过抽象类 RubikCube 的引用调用子类的方法。
这题由于我不熟悉三棱锥的体积计算公式白白耗了好久。

7-2 NCHU_点线面问题再重构（容器类）
在“点与线（继承与多态）”题目基础上，对题目的类设计进行重构，增加容器类保存点、线、面对象，并对该容器进行相应增、删、遍历操作。
在原有类设计的基础上，增加一个GeometryObject容器类，其属性为ArrayList类型的对象（若不了解泛型，可以不使用）
增加该类的add()方法及remove(int index)方法，其功能分别为向容器中增加对象及删除第index - 1（ArrayList中index>=0）个对象
在主方法中，用户循环输入要进行的操作（choice∈[0,4]），其含义如下：
1：向容器中增加Point对象
2：向容器中增加Line对象
3：向容器中增加Plane对象
4：删除容器中第index - 1个数据，若index数据非法，则无视此操作
0：输入结束

定义了抽象类 Element，并在子类中实现抽象方法。
Point、Line 和 Plane 类继承自 Element 类，实现了 display() 方法。
在主程序中，通过 GeometryObject 容器管理不同类型的对象，并调用它们的 display() 方法

7-3 NCHU_航空货运管理系统（继承与多态）
在前面的基础上，对客户、支付方式以及货物类型进行泛化处理（继承），通过抽象类和接口减少代码重复，提高代码的可维护性。Element 抽象类定义了 display() 方法，Point、Line 和 Plane 类继承自 Element 类并实现 display() 方法。

二、设计与分析
题目集8的源码实现了一个基础的航空货运管理系统，涵盖了客户、货物、航班和订单的基本管理功能。

系统被分解为多个类（Cargo、Flight、Customer、Order等），每个类负责一部分功能，便于管理和扩展。但是不同货物类型的计费逻辑有重复代码。

Cargo 类是一个抽象类，定义了货物的基本属性和方法。
VolumeWeight() 方法计算货物的体积重量。
getfinalWeight() 方法返回货物的计费重量，取体积重量和毛重中的最大值。
getType() 是一个抽象方法，需要在子类中实现。

题目集9在题目集8的基础上进行了功能扩展和优化。增加了更多的业务逻辑，如支付方式、折扣计算等，使系统更贴近实际需求。增加了客户类型折扣策略和货物类型计费规则，使系统功能更加完善。通过引入新的类和方法，减少了代码重复，提高了代码的可读性和可维护性。代码实现了一个基本的航空货运管理系统，涵盖了客户、货物、航班和订单等核心概念。通过面向对象的方法，代码实现了良好的封装和一定的扩展性。

相比于题目集08，平均和最大复杂度都有所降低，这可能意味着代码的逻辑更简单

Order 类管理订单的详细信息，包括客户、货物列表、航班、订单号和日期。
addCargo() 方法用于添加货物到订单中。
TotalWeight() 和 TotalFee() 方法分别计算订单的总重量和总费用。

三、踩坑心得
在过程中，我遇到了一些挑战和问题。以下是我在源码提交过程中出现的问题、相应的解决策略以及心得体会。
1、类设计初期不够合理
在类设计初期，我没有充分考虑继承和多态的需求，导致后期功能扩展困难。例如，在“点与线”问题的初始设计中，我没有定义一个共同的抽象父类 Element，而是直接定义了 Point 和 Line 两个类。这使得在后续实现多态时，需要对代码进行大量重构。
解决策略：在类设计初期，应该充分考虑系统的扩展性和可维护性。通过定义抽象类和接口，可以为系统提供一个清晰的架构，并为后续的功能扩展提供便利。
心得体会：合理的类设计对于系统的扩展性和维护性至关重要。通过使用抽象类和继承，我们可以更容易地扩展系统功能，同时保持代码的清晰和组织性。
2、代码重复率高
在处理不同类型的货物时，计费逻辑重复，增加了代码的维护成本。引入了 Calculator 类来封装计费逻辑，并通过多态调用不同的计费方法。这样，不同类型的货物可以重用相同的计费逻辑，同时允许各自的特殊处理。像题目集09的航空货运，一开始没有对客户、支付方式以及货物类型进行泛化处理，导致写起来十分困难，反反复复对比了好多输入还是过不去测试点。消除代码重复是提高代码质量的重要步骤。通过封装公共逻辑到独立的类或方法中，我们可以使代码更加模块化，易于测试和维护。
3、多态实现问题
在实现多态时，由于对面向对象编程的理解不够深入，导致多态行为没有按预期工作，确保 Element 抽象类中的 display() 方法被正确实现在所有子类中。同时，确保在主程序中使用 Element 类型的引用来调用实际子对象的 display() 方法。正确实现多态的关键在于理解并实现接口或抽象类中定义的方法。
4、测试覆盖不足
最初的测试覆盖率不足，导致一些边界情况和异常情况没有得到充分的测试。

四、改进建议
在开发航空货运管理系统的过程中，我们识别了一些关键的改进领域，这些改进将有助于提高系统的效率、可维护性和用户体验。以下是具体的改进建议：
引入接口
改进点：
通过定义接口封装特定行为，如支付处理或货物计算，可以提高代码的灵活性和可测试性。
接口使得替换或修改特定功能的实现变得更加容易，而不影响系统的其他部分。
实施策略：
定义一个 ICalculateFee 接口，包含一个 calculateFee() 方法，用于计算费用。
创建 NormalFeeCalculator 和 ExpediteFeeCalculator 类实现此接口，分别用于不同类型的货物。
在 Order 类中，使用 ICalculateFee 接口类型的引用来调用具体的计费逻辑。
统一处理不同类型的对象
建议：
使用多态性是面向对象编程的强大特性之一。通过使用 Element 类型的引用来统一处理不同类型的对象，我们可以在不修改现有代码的情况下，轻松地添加或修改对象的处理方式。
实施：
确保 Element 抽象类中的 display() 方法在所有子类（如 Point、Line 和 Plane）中得到正确实现。
在显示方法中，使用 Element 类型的引用来调用实际子对象的 display() 方法，从而实现多态。
增加注释
建议：
代码注释是提高代码可读性和可维护性的关键。良好的注释可以帮助其他开发者（或未来的你）快速理解代码的意图和逻辑。
实施：
在每个类和方法前添加详细的注释，说明其目的和行为。
对于复杂的逻辑或算法，添加内联注释，解释每个步骤的作用。
建议：
代码注释是提高代码可读性和可维护性的关键。良好的注释可以帮助其他开发者（或未来的你）快速理解代码的意图和逻辑。
实施：
在每个类和方法前添加详细的注释，说明其目的和行为。
对于复杂的逻辑或算法，添加内联注释，解释每个步骤的作用。

五、总结
经过这两次题目集的学习和实践，我对面向对象编程有了更深刻的理解，学到了很多宝贵的知识和技能，对面向对象编程的理解更加深入了。我学会了如何定义类，创建对象，并且掌握了如何利用继承和多态来构建一个灵活且可扩展的系统。尤其是在继承、多态和抽象类的应用上。我学会了如何设计类，如何让它们之间相互协作，还学会了如何让代码更加模块化，易于管理和扩展。我也意识到了代码注释和文档的重要性，它们对于长期维护和团队协作来说，是非常关键的。
我学会了如何设计一个合理的类结构，这包括如何使用抽象类来定义通用的行为，以及如何通过继承来扩展这些行为。我也学会了如何使用接口来定义一组行为，然后让不同的类来实现这些接口，这让我对多态有了更实际的理解。此外，我还学到了代码的组织和重构的重要性。我认识到了如何编写清晰、模块化的代码，这对于长期的项目维护和团队协作至关重要。在实践中，我也意识到了注释和文档的重要性。我学会了如何编写有用的注释来解释代码的意图和逻辑。
在实践过程中，我遇到了许多技术难题，例如在“点与线”问题中对多态的实现，以及在“魔方问题”中对三棱锥体积计算公式的不熟悉。
然而，我意识到我需要进一步学习和研究的领域还有很多例如，对于接口的使用，我还并不熟练，尤其是在复杂的系统设计中，如何合理地定义和使用接口仍然是一个需要深入学习的课题。此外，我还希望提高我的代码调优和测试技能。在实际开发中，代码的性能和稳定性是至关重要的。通过学习代码调优技巧，我希望能够编写出更加高效、可靠的代码。
这次学习经历不仅让我在技术上有了很大的提升，面向对象编程是一个不断学习和实践的过程。通过不断地实践和总结，我相信我能够不断提高自己的编程水平，设计出更加优秀的软件系统。
通过这两次题目集的学习和实践，我在面向对象编程的理论与应用方面取得了显著的进步。我不仅学会了如何定义类、创建对象和实现继承与多态，还学会了如何设计合理的类结构，让代码更加模块化、易于管理和扩展。同时，我也意识到了代码注释和文档的重要性，然而，我也意识到自己需要进一步学习和研究的领域还有很多。我相信，通过不断的学习和实践，我的能力会得到提高。