BUAA_OO_Unit4
BUAA_OO_Unit4
本单元需要实现一个UML解析器的核心功能。
一、架构设计
下面分次介绍设计细节：
1.1 第十三次作业——建立类图
增加类MyClassDiagram,MyAssociation,MyClass,MyInterface,MyNameableType,MyOperation.
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数据的读入
使用多次遍历的方法读入数据，将具体加入过程封装在MyClassDiagram对象中。
public MyImplementation(UmlElement... elements) {
classDiagram = new MyClassDiagram();
addMacro(elements); //class, interface
addMicro(elements); //attribute,operation,association,gen,interfaceReal
addNano(elements); //parameter, associationEnd
}
private void addNano(UmlElement[] elements) {
for (UmlElement e : elements) {
if (e instanceof UmlParameter) {
classDiagram.addParameter((UmlParameter) e);
} else if (e instanceof UmlAssociationEnd) {
classDiagram.addAssEnd((UmlAssociationEnd) e);
}
}
}
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结构的建立
为便于执行指令，将官方包提供的UmlClass,UmlInterface等类的功能进行扩展，成为MyClass,MyInterface等类的属性。
private MyClass parent;
private ArrayList<UmlAttribute> attributes;
private HashMap<String, MyOperation> operations;
private HashMap<String, MyInterface> interfaces; //implemented interfaces
private HashMap<String, MyAssociation> associations; //associations with others
private UmlClass umlClass;
private ArrayList<MyClass> children;
private HashMap<String, String> implementInterfaceMap;
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指令的处理
为避免MyImplementation类过于臃肿冗长，将每一步操作都实现在下属的MyClass,MyInterface类中，只保留大的操作步骤，使得三次作业中MyImplementation类的代码行数始终控制在330行以内。
1.2 第十四次作业——建立顺序图、状态图
增加类MySequenceDiagram,MyStateDiagram,MyEndPoint,MyGeneralLifeline,MyInteraction,MyLifeline,MyRegion,MyState,MyStateMachine,MyTransition.
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顶层结构
本次作业建立起三种UML图的结构，在MyImplementation顶层类中只有三个属性：
private final MyClassDiagram classDiagram;
private final MySequenceDiagram sequenceDiagram;
private final MyStateDiagram stateDiagram;
类图的指令就调用MyClassDiagram的方法处理，其余两种图同理。
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降低类之间的耦合
为了保证类之间的低耦合，采用层层向内调用的方法，以getStateCount()为例：
//MyImplementation.java
public int getStateCount(String s)
throws StateMachineNotFoundException, StateMachineDuplicatedException {
MyStateMachine sm = stateDiagram.getStateMachine(s);
return sm.getStateCount();
}
//MyStateMachine.java
public int getStateCount() {
return region.getStateCount();
}
//MyRegion.java
public int getStateCount() {
return states.size();
}
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关键状态的判断
本次作业最复杂的指令就是关键状态的判断指令。对此的实现为：
采用DFS遍历得到一个双层ArrayList保存从初始状态到最终状态的所有路径。
private ArrayList<ArrayList<MyState>> allPaths;
若某一状态在所有路径中，则该状态为关键状态。
1.3 第十五次作业——规范性验证
本次作业没有添加新的类.
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循环继承和重复继承
以接口的循环继承和重复继承为例，在MyInterface中定义递归方法，分别使用DFS向上遍历所有接口，第一次DFS当检测到和thisID相同的接口时说明有循环继承，第二次DFS当检测到当前遍历到的接口ID已经遍历过时，说明有重复继承。
二、架构设计思维及OO方法理解的演进
经过了十二次的代码训练，我对架构设计和OO思维都有了更深刻的理解。
第一单元时我还对OO思想所知甚少，基本上是面向实验代码编程，在整体编完后再反复阅读代码，才窥见到递归下降和表达式，项，因子层次化建模的精妙之处。方法复杂度的控制基本上全靠IDEA的Extract Method功能，都是先编好一个冗长的方法再去想办法精简，且顶层设计思维缺失，最后的metrics里复杂度居高不下，也花费了大量时间。
第二单元的多线程我以前从未接触过，理论课讲授JVM的线程原理时需要花一些时间才能理解，或许若是事先学习了OS的进程管理部分会更好理解一些。那时最常见的错误就是死锁，也就是在那时我初步学会了使用设计模式来让我的代码更加清晰。在不断调试的过程中，我逐渐明白了类之间的协作和解耦的意义。
第三单元JML主要要求不在于架构，而是细致读代码和算法复杂度的控制。JML虽然难以读懂，但一旦读懂基本不会出现正确性问题。这个单元的代码很值得学习，虽然不需要我们去设计，但编完代码再纵观全局，可以体会到好的架构设计带来的好处。
第四单元我的层次化设计思想有了很大地进步，开始主动地设计自己代码的层次、主动进行类的解耦。我真切地看到了自己OO思维和架构设计思维的提升。
三、测试理解与实践的演进
第一单元由于完成作业占用时间较多，没有尝试构建评测机和数据生成器，采用手动构造边界数据的方法进行测试，但由于覆盖性不够高，导致还是出现了bug。
第二单元构造了简易的数据生成器进行测试，检测到了一定数量的bug，但由于编写时考虑不周，仍未做到很高的覆盖率。
第三单元编写了数据生成器，实现了参数控制构造有针对性的数据，并和同学进行对拍，另外所幸本单元数据较为友好，数据覆盖率得到了很大的改善。
第四单元由于数据构造难度上升，采取手动构造UML图的方法。
四、课程收获
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建立了OO的思维，对代码架构的理解加深
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了解了多线程的基本原理和实现方法，可以进行一般的同步控制。
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了解了应用设计模式进行编程的重要性和好处。
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掌握了测试的重要性和一般方法，学会构造简易的数据生成器和对拍程序。
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提升代码能力、算法能力和复杂度优化能力。
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充分体会到多人合作编写程序时做好接口的重要性，例如在U4中不需了解很多的上层官方包代码就可以进行核心功能的开发，避免了重复开发引起的效率低下。
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切身实践了小型工程性代码的编写，这与之前的算法题和微型程序的编写步骤有一定区别。
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了解到面向对象的优势和Java作为一门纯粹的面向对象语言编写复杂程序时的魅力。
五、改进建议
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希望在第一单元之前做更多的铺垫，例如递归下降的介绍，个人认为第一单元难度跨度较大，即使完成了Pre，仍然在初次看到题时一头雾水。
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希望在课上实验后公布答案或者评测结果，这样能够更清楚地发现自身问题。
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给出一些数据测试的教程，第一二单元对测试还不够了解时不知道该从何下手编写评测机。
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希望后两个单元的理论课可以更加实际，个人感觉后两个单元的理论课和作业有些脱节，联系不够紧密。
