学术小白的第一次Blog作业

这是我第一次写的Blog，欢迎大佬对我的Blog进行点评！
一、前言
本阶段共完成了三次航空器配载相关的程序设计作业，整体内容围绕“航空货运配载系统”逐步展开，从最基础的单货舱货物管理，到多货舱管理，再到最终的航空器配平计算，难度逐渐提升，系统结构也越来越接近真实的软件工程项目。
第一次作业主要实现：
1.基础航班信息管理
2.货物装载
3.重量统计
4.超载判断
5.简单排序
第二次作业在第一次基础上进一步扩展：
1.多货舱管理
2.货舱位置网格
3.聚合与组合关系
4.航班整体重量统计
5.稳定排序
6.输入校验
第三次作业则进一步接近真实航空业务：
1.旅客与行李管理
2.力矩计算
3.重心计算
4.CG%MAC换算
5.配平安全评估
6.更严格的数据校验
7.航空舱单生成
从整体来看，三次作业的知识点覆盖了：
Java面向对象设计
1.类与对象
2.封装
3.聚合与组合
4.单一职责原则（SRP）
5.排序算法
6.数据统计
7.模块化设计
8.工程化代码组织
9.航空配载业务逻辑
在题量方面，虽然每次作业只有一个主题，但内部涉及的类数量、业务逻辑和代码量都比较大。
第一次作业代码量约200行左右；
第二次增加到400行左右；
第三次已经接近800行。
从难度变化来看：
作业 难度 特点
第一次 基础 面向对象入门
第二次 中等 多类协作与系统设计
第三次 较高 工程化与真实业务逻辑
整个学习过程让我逐渐从“会写代码”转变为“会设计系统”。这种由易及难的学习节奏，也让我在编程方面更加得心应手。
二、设计与分析

1. 作业内容概述
   第一次作业主要实现一个基础的“航班货运配载模块”。
   系统需要：
   a.管理航班信息
   b.管理货物信息
   c.对货物进行重量排序
   d.统计总重量
   e.判断是否超载
   虽然整体功能不算复杂，但这是第一次正式使用面向对象方式完成一个完整系统。
2. 类设计分析
   本次作业主要设计了以下类：
   类名 职责
   Cargo 管理货物信息
   Flight 管理航班及货物
   CargoLoader 负责排序与装载
   Main 程序入口
   （1）Cargo类
   Cargo类负责保存：
   1.货物名称
   2.货物重量
   属于典型的数据实体类。
   class Cargo{
   private String name;
   private double weight;
   }
   该类职责单一，符合SRP原则。
   （2）Flight类
   Flight类负责：
   1.保存航班信息
   2.管理货物集合
   3.计算总重量
   4.判断是否超载
   public double getTotalWeight()
   通过遍历货物集合统计总重量。
   public boolean isOverLoaded()
   用于判断当前是否超载。
   该类承担了系统中的核心业务逻辑。
   （3）CargoLoader类
   CargoLoader类负责：
   1.货物排序
   2.货物装载
   排序部分采用插入排序：
   while(j>=0)
   实现货物按重量降序排列。
   这样设计的优点是：
   Flight类不需要关心排序细节
   降低类之间耦合
   更符合单一职责原则
3. 排序算法分析
   本次作业采用插入排序实现：
   while(j>=0){
   double wJ=cargos.get(j).getWeight();
   if(wCurrent>wJ)
   排序规则：
   重量大的货物优先装载
   排序复杂度：
   时间复杂度 O(n²)
   由于数据量较小，因此效率可以接受。
4. SourceMonitor分析
   通过SourceMonitor分析代码结构：
   指标 分析
   类数量 4
   方法数量 较少
   平均复杂度 较低
   最大复杂度 Main类
   注释率 偏低
   https://img2024.cnblogs.com/blog/3800322/202605/3800322-20260518173610756-535056218.png
   分析发现：
   类职责较清晰
   Main类逻辑偏多
   注释不足
   缺少异常处理
5. PowerDesigner类图分析
   
   通过类图可以发现：
   Flight聚合Cargo
   CargoLoader依赖Flight
   Main负责整体流程控制
   整体结构已经初步具备面向对象思想。
6. 优点分析
   （1）基本遵循SRP原则
   不同类负责不同功能。
   （2）实现模块化设计
   排序逻辑独立封装。
   （3）代码可读性较好
   命名规范较统一。
7. 存在的问题
   （1）异常处理不足
   catch(Exception e){
   }
   属于空异常处理，不利于调试。
   （2）Main类过长
   Main承担：
   输入
   输出
   流程控制
   职责偏多。
   （3）缺少输入合法性校验
   当前默认输入一定正确。
8. 心得体会
   第一次作业让我第一次真正感受到：
   “程序不仅是代码堆积，更是对象之间的协作。”
   虽然代码结构还比较简单，但已经开始理解：
   类职责划分
   数据封装
   模块化设计
   这为后续更复杂的系统设计打下了基础。
   （二）第二次作业集分析
9. 作业内容概述
   第二次作业在第一次“单货舱配载”的基础上进行了功能扩展，实现了“多货舱管理与重量排序装载”。
   相比第一次作业，本次新增了：
   a.多货舱结构设计
   b.货舱位置网格管理
   c.组合与聚合关系设计
   d.多约束条件判断
   e.航班整体载重统计
   f.货物稳定排序
   g.输入校验类设计
   该阶段已经不仅仅是基础面向对象练习，而是开始接近“小型系统设计”。
10. 类结构设计分析
    本次作业中，我将系统划分为以下几个核心类：
    类名 职责
    Position 表示货舱中的位置
    Cargo 表示货物信息
    CargoCompartment 管理货舱与货物
    Flight 管理航班整体信息
    LoadDispatcher 负责排序与货舱查找
    InputValidator 负责输入范围校验
    Main 负责程序控制与输入输出
    相比第一次作业，本次系统结构明显更加复杂，也更加符合面向对象设计思想。
11. 组合与聚合关系分析
    （1）组合关系
    CargoCompartment内部自动创建Position对象：
    private void initPositions(int rows, int columns)
    说明Position对象依赖CargoCompartment存在。
    （2）聚合关系
    private List cargos;
    Cargo对象可以独立存在，因此属于聚合关系。
    通过本次作业，我真正理解了：
    组合强调生命周期依赖
    聚合强调对象之间的使用关系
12. 排序算法分析
    本次采用Comparator实现稳定排序：
    Collections.sort(cargoList, new Comparator())
    实现：
    重量降序
    相同重量保持输入顺序
    相比第一次作业：
    结构更加规范
    扩展性更好
    时间复杂度优化为 O(nlogn)
13. 货物装载逻辑分析
    public boolean addCargo(Cargo cargo)
    通过：
    getCurrentWeight()+cargo.getWeight()
    判断是否超载。
    同时：
    private static final double EPS = 1e-6;
    用于减少浮点误差影响。
14. 航班整体统计分析
    Flight类负责统计整体重量：
    public double getTotalLoadedWeight()
    分别判断：
    最大起飞重量
    最大业载重量
    体现了“局部统计 + 全局统计”的系统思想。
15. SourceMonitor分析
    指标 分析
    类数量 7
    方法数量 明显增加
    平均复杂度 中等
    最大方法长度 Main类
    注释率 偏低
    
16. PowerDesigner类图分析
    
    类关系包括：
    Flight聚合CargoCompartment
    CargoCompartment组合Position
    CargoCompartment聚合Cargo
    系统结构已经较完整。
17. 优点分析
    （1）严格遵循SRP原则
    职责划分较明确。
    （2）实现真正模块化
    排序、查找、统计均独立封装。
    （3）引入稳定排序思想
    提高程序规范性。
    （4）加入EPS处理浮点误差
    增强程序健壮性。
18. 存在的问题
    （1）InputValidator利用率较低
    虽然设计了，但未充分调用。
    （2）Main类仍偏长
    流程控制逻辑过多。
    （3）缺少异常处理
    非法输入可能导致程序崩溃。
19. 心得体会
    第二次作业让我真正意识到：
    “程序设计不仅是代码实现，更是系统结构设计。”
    尤其在类数量增加后：
    如果没有合理分层
    代码会迅速混乱
    本次实践让我对：
    聚合,组合,模块化,多类协作有了更深入理解。
    （三）第三次作业集分析
20. 作业内容概述
    第三次作业加入了航空器“配平计算”功能。
    相比第二次作业，本次新增：
    a.旅客与行李管理
    b.力矩与重心计算
    c.CG%MAC换算
    d.配平安全评估
    e.更严格输入校验
    f.冒泡排序
    g.航空舱单生成
    本次已经接近真实航空业务系统。
21. 系统整体结构分析
    本次系统主要包含：
    类名 职责
    Position 表示货舱位置
    Cargo 管理货物信息
    Luggage 管理行李重量
    Passenger 管理旅客及总重量
    CargoCompartment 管理货舱
    Flight 管理航班整体数据
    LoadDispatcher 冒泡排序
    InputValidator 输入校验
    WeightBalanceCalculator 配平核心算法
    Main 程序入口
    系统已经具备“小型工程项目”特征。
22. Passenger与Luggage组合关系分析
    Passenger内部创建Luggage：
    luggage=new Luggage(luggageWeight);
    体现：
    组合关系
    单一职责
    数据封装
    旅客总重量：
    return BODY_WEIGHT+luggage.getWeight();
    符合真实航空业务。
23. 冒泡排序算法分析
    由于禁止使用Collections.sort()：
    因此采用冒泡排序：
    for(int i=0;i<cargoList.size()-1;i++)
    实现：
    重量降序
    相同重量保持输入顺序
    时间复杂度：
    O(n²)
    虽然效率不高，但帮助我进一步理解排序算法原理。
24. 输入校验设计分析
    InputValidator统一负责输入校验：
    if(value<0)
    {
    System.out.println("数值不能为负数！");
    }
    实现：
    输入统一管理
    程序鲁棒性增强
    相比前两次：
    程序稳定性明显提升。
25. 配平核心算法分析
    （1）总重量计算
    double totalWeight=EMPTY_WEIGHT+passengerWeight+cargoWeight;
    （2）总力矩计算
    double totalMoment=EMPTY_WEIGHTEMPTY_ARM+passengerMoment+cargoMoment;
    （3）重心计算
    double cg=totalMoment/totalWeight;
    （4）CG%MAC换算
    double percent=((cg-MAC_LEADING)/MAC_LENGTH)100.0;
    这是整个系统最核心的业务算法。
26. WeightBalanceCalculator设计分析
    特点包括：
    （1）使用静态常量管理航空参数
    public static final double EMPTY_WEIGHT=40000.0;
    （2）与Flight保持依赖关系
    generateLoadSheet(Flight flight)
    降低类耦合。
    （3）统一负责业务计算与报表生成
    包括：
    总重量统计
    总力矩统计
    重心计算
    配平评估
    舱单输出
    已经接近真实业务报表系统。
27. SourceMonitor分析
    指标 分析
    类数量 10
    方法数量 明显增多
    平均复杂度 较高
    最大方法长度 Main与generateLoadSheet
    注释率 一般
    
28. PowerDesigner类图分析
    对象关系包括：
    
    Flight聚合Passenger
    Passenger组合Luggage
    CargoCompartment组合Position
    CargoCompartment聚合Cargo
    系统结构已经较完整。
29. 优点分析
    （1）严格遵循题目限制
    没有使用：
    继承
    多态
    Lambda
    Collections.sort()
    （2）SRP原则落实较好
    各类职责划分明确。
    （3）业务逻辑贴近真实航空配载
    包括：
    力矩
    重心
    CG%MAC
    安全评估
    （4）输入安全性明显提高
    非法输入能够及时终止程序。
30. 存在的问题
    （1）WeightBalanceCalculator职责偏重
    同时负责：
    计算
    输出
    评估
    后续可继续拆分类。
    （2）Main类仍偏长
    流程控制较多。
    （3）缺少自动测试机制
    当前仍依赖手工测试。
31. 心得体会
    第三次作业让我第一次真正感受到：
    “程序设计不仅服务于算法，更服务于真实业务场景。”
    尤其是：
    重心计算
    力矩换算
    配平安全评估
    让我对：
    软件工程
    工程化设计
    航空业务逻辑
    都有了更深入理解。
    三、采坑心得
32. Scanner输入问题
    第一次作业中：
    nextLine()
    经常读取到空字符串。
    原因是：
    nextInt()
    不会读取回车。
    解决方法：
    scanner.nextLine();
    先吸收回车。
    这是我第一次真正理解Java输入缓冲机制。
33. 浮点数误差问题
    第二次作业中：
    0.1+0.2
    可能不等于0.3。
    因此加入：
    EPS = 1e-6
    避免误判超载。
34. 聚合与组合关系难理解
    一开始很难区分：
    聚合
    组合
    后来通过：
    Position依赖CargoCompartment
    Cargo可独立存在
    才真正理解两者区别。
35. Main类越来越臃肿
    随着功能增加：
    Main越来越长。
    这让我意识到：
    “一个系统必须不断重构。”
36. 排序算法容易出错
    尤其是：
    稳定排序
    相同权重顺序
    经常出现逻辑错误。
    通过反复调试才解决。
    四、改进建议
37. 引入文件输入
    目前仍采用控制台输入。
    后续可支持：
    txt文件
    csv文件
    提高工程化程度。
38. 增加GUI界面
    目前程序全部为命令行。
    后续可以：
    JavaFX
    Swing
    实现可视化系统。
39. 增加数据库支持
    目前数据无法持久化。
    后续可以：
    MySQL
    SQLite
    实现真实数据管理。
40. 优化类职责
    部分工具类职责仍偏重。
    后续可继续拆分。
41. 引入自动化测试
    例如：
    JUnit
    自动测试数据
    提高程序可靠性。
    五、总结
    通过本阶段三次作业，我逐渐完成了从“基础代码编写”到“系统设计”的转变。
    我学习到了：
    面向对象设计思想
    单一职责原则
    聚合与组合关系
    模块化开发
    排序算法
    工程化代码组织
    航空配载业务逻辑
    同时，我也认识到自己仍存在不足：
    代码重构能力不足
    异常处理不够完善
    自动化测试意识较弱
    注释与文档编写不够规范
    后续我还需要进一步学习：
    软件工程,设计模式,数据结构与算法,数据库开发,GUI开发
    工程级项目管理
    对于课程，我认为：
    题目设计非常贴近真实业务
    能够有效训练系统设计能力
    三次迭代式作业难度递进合理
    建议后续：
    增加更多工程化指导
    加入单元测试教学
    增加Git协作训练
    提供更多真实案例分析
    总体来说，本阶段作业让我受益很大，也让我真正开始理解：
    “优秀的软件不仅是能运行，更是结构清晰、职责明确、可持续维护的工程系统。”
    以上是我的Blog内容分享，期待下一次的分享能有巨大的进步！！！