第三次博客作业

📚 Java面向对象编程课程总结与心得

一、前言

本学期JAVA课程也接近了尾声，感觉这个学期JAVA课程作业和教学形式都比较丰富哈，要求也比较严格，接下来做一个概览总结。

1. 线上和线下课程

线上线下的课程结合，相互补充，需要我们自觉去线上课程中补充线下没学好的内容，而且线上课程也有对平时作业、实验的一些提示思路讲解，比较灵活，方便我们自主学习吧，线上课程如果讲的更通俗些会更好。

2. PTA

每次PTA的作业都是与教学内容紧密相连，每一个题集中的题目遵循层层递进、由易到难的原则，锻炼我们的编程和思维能力，从基础的类封装起步，逐步引入更复杂的继承关系和多态行为，最终过渡到综合性较强的系统设计模拟。题目覆盖了OOP的核心知识点，并注重实践应用能力的培养。

（1）基础类设计

工作量相对较小，主要聚焦于单一类的属性定义、方法实现（构造、getter/setter、核心功能方法如计算距离 / 面积）和封装性。需要仔细理解问题描述，设计合理的成员变量和方法签名。

（2）迭代题目（继承与多态）

工作量显著增加。需要在理解原有类的基础上，设计合理的类层次结构（父类、子类）；运用继承复用代码，同时使用多态（虚函数 / 抽象类）实现不同子类对象通过父类指针 / 引用的统一操作（如计算不同形状的面积）；仔细考虑类之间的关系（is - a关系），设计虚函数或纯虚函数接口。

（3）综合系统设计（如"航空系统"）

工作量较大，需设计多个相互关联的类（如航班Flight、乘客Passenger、票务Ticket、航空公司Airline等），清晰定义各个类的职责（单一职责原则），设计类之间的关系（关联、聚合、组合等），例如一个Flight包含多个Ticket，一个Ticket关联一个Passenger；设计类之间的交互方式（方法调用），实现系统的核心业务流程（如订票、退票、查询等），处理业务规则和边界条件（如座位是否重复、票数是否足够等），对整体架构设计能力要求高。

3. 实验

实验围绕"动物装入电器"这一核心场景，逐步深化面向对象编程（OOP）的理解与实践，显著提升代码设计与实现能力。实验以"动物装入电器"为主线，循序渐进地带我们实践面向对象编程的核心内容：
- 实验二从最基础的"冰箱"和"动物"类开始，学习用代码描述现实事物，并通过手动实现排序算法加深对数组操作的理解；
- 实验三结合继承和多态知识，构建电器家族（冰箱、洗衣机）和动物家族（大象、老虎）的层次关系，实现"一个方法，多种表现"的多态特性，不同动物进入电器时的独特叫声让抽象概念直观可见；
- 实验四通过定义"可攻击"接口和抽象电器类，直接使用Java内置的Collections.sort()排序，规范代码结构的同时学会使用集合工具简化开发；
- 实验五通过GUI章节学习，将之前所有业务逻辑用可视化界面呈现，通过点击操作让动物"活"起来，深入理解事件驱动编程。

二、面向对象技术总结

1. 封装

掌握情况：通过实验二（冰箱与大象类设计）和PTA类设计题目，熟练使用private封装属性，并通过getter/setter方法控制访问，理解封装对数据安全性和代码可维护性的重要性。
认知：封装这个概念，我最开始的理解就是把数据藏起来。就像实验二中设计冰箱类时，我把冰箱的容量、开关状态等属性都用private修饰，这样外部就不能直接修改这些属性。后来在做PTA"线与面"题目时，我意识到封装不仅仅是隐藏数据，更重要的是定义清晰的访问接口。比如在点类中，我通过public的getX()和getY()方法来获取坐标，这样既保证了数据安全，又提供了统一的访问方式。

2. 继承与多态

掌握情况：实验三（动物与电器继承体系）掌握类继承（extends）和方法重写（@Override），能通过父类引用调用子类方法（多态），PTA"线与面"迭代设计强化该能力。
认知：继承和多态这两个概念，我是在实验三"动物与电器"的题目中真正理解的。设计动物类继承体系时，我把共同的特征放在Animal父类中，比如name和weight属性，而各个子类实现自己特有的行为。这让我深刻体会到"代码复用"的好处。多态的特性在PTA"图形面积计算"题目中给了我很大启发。定义一个Shape父类，让Circle和Rectangle继承它，这样在计算总面积时，可以统一处理Shape数组，而不用关心具体子类类型。这种设计让代码更加灵活可扩展。

不足：复杂继承层次（多层继承 + 接口实现）设计经验少，易混淆方法调用优先级。

3. 抽象类与接口

掌握情况：实验四通过抽象类（如Animal）定义共性方法，用接口（如Attackable）规范行为，理解"抽象类侧重共享代码，接口侧重功能扩展"的区别。
认知：抽象类像"动物都要吃饭睡觉"的通用模板，接口像"会飞"这种额外技能，谁需要谁实现，抽象类像"半成品"，如Animal定义抽象eat()方法，强制子类实现；接口则是"能力证书"，如Swimable表示会游泳。它们的关系就像"身份证"和"技能证书"——一个表明身份，一个证明能力。用抽象类提取公共代码，用接口扩展功能（如"可攻击"接口）。接口是面向对象设计的关键，能够实现松耦（如Comparator排序）。

不足：对接口默认方法（default）和静态方法的使用场景不熟悉。

4. 集合框架

掌握情况：实验四用ArrayList管理动物集合，熟练使用Collections.sort()配合Comparator排序，替代实验二手动排序算法。
认知：ArrayList/LinkedList的自动扩容特性解决数组越界问题，Collections.sort()配合Comparator比手动排序更简洁：

// 冰箱类内部管理大象集合
private ArrayList elephants = new ArrayList<>();

相比普通数组，无需提前设定大小，自动扩容更省心；实验四动物战斗力排序：

Collections.sort(animals, new Comparator() {
    public int compare(Animal a1, Animal a2) {
        return a1.getPower() - a2.getPower();
    }
});

常用核心操作：

1.添加元素：add()

实验三往电器里装动物时使用

获取元素：get(index)

PTA"线与面"题目中遍历图形集合

2.删除元素：remove()

实验四处理动物互相攻击时移除被吃掉的动物

3.遍历集合：

for(Animal animal : animalList){

    animal.show();

}

不足：对Map（如HashMap）和复杂集合操作（如流式处理）掌握不深。

5. 异常处理

掌握情况：仅通过PTA题目接触基础异常（如NullPointerException），能使用try - catch处理简单异常，缺乏系统实践。
认知：异常用于处理程序非正常流程，但过度捕获会掩盖问题。
不足：自定义异常、异常链传递等高级用法不熟悉，复杂场景（如IO操作）的异常处理经验不足。

6. JavaFX

掌握情况：理解JavaFX核心（声明式布局 + 事件响应 + 数据绑定），实验五实现基础GUI（按钮点击事件、动物移动动画），掌握事件驱动模型（EventHandler）和Lambda表达式简化代码。
认知：

JavaFX实验5中，我通过构建"动物进入电器"的交互式可视化界面，深入掌握了GUI开发的核心技术要点。这个项目让我从零开始实践了完整的界面开发流程，收获颇丰。

在UI构建方面，我熟练运用了VBox、HBox和GridPane等布局容器，通过合理的嵌套组合实现了清晰的界面结构。特别是电器选择区和动物网格区的排版设计，让我深刻理解了padding和spacing参数对界面美观度的重要影响。同时，Scene和Stage的层级关系也变得更加清晰，认识到一个Stage代表应用程序窗口，而Scene则是其中可替换的内容容器。

事件处理部分让我获得了宝贵的交互设计经验。通过selectedAppliance和selectedAnimal两个状态变量的管理，实现了"先选电器再选动物"的流程控制。在调试过程中，我深刻体会到防御性编程的重要性，比如必须对用户操作进行合法性校验，避免出现NullPointerException等运行时错误。这些实践让我对事件驱动编程有了更直观的认识。

动画效果的实现是本项目的亮点之一。通过PathTransition和ScaleTransition的组合使用，我创造了流畅的动物移动效果。在优化过程中，我发现动画时长需要精细调整：1.5秒显得拖沓，0.8秒配合Interpolator.EASE_BOTH缓动曲线则恰到好处。ParallelTransition的使用让多个动画能够同步执行，而半透明预览(setOpacity)的引入则显著提升了用户体验。

不足：复杂布局（GridPane嵌套）、CSS美化、多线程更新UI等需依赖外部资源。

三、踩坑心得

1. 前期规划不足：思路混乱的惨痛教训

刚开始学习Java时，我总是急于动手写代码，结果常常陷入"写了删、删了写"的恶性循环。有一次做课程设计，我直接开始写学生管理系统，写到一半才发现数据结构设计有问题，导致整个查询模块都要重写。这让我深刻认识到：没有清晰的规划，代码就像没有地基的房子，随时可能倒塌。

2. 类职责混乱：面向对象思维的缺失

刚开始我总是把各种功能堆在一个类里，比如把数据存取、业务逻辑和界面显示都塞进Main类。结果这个类越来越臃肿，修改一个功能就可能影响其他完全不相关的部分。后来学习了单一职责原则，我才明白每个类应该只做一件事，并且把它做好。

每个类应只做一件事，并且做好。

3. 参数传递的陷阱：引用与值的困惑

在方法传参时，我经常搞混值传递和引用传递的区别。有一次我修改了传入的List参数，没想到原始数据也被改变了，导致系统出现难以追踪的bug。这让我学会了防御性编程，重要参数一定要先做拷贝再处理。

4. 封装性的破坏：自作聪明的代价

为了图方便，我经常把类的字段设为public直接访问，结果当需求变更时，需要修改所有直接访问这些字段的地方。有一次修改一个字段名，竟然要改20多个文件！这让我深刻理解了封装的重要性，现在我会严格使用getter/setter方法。

使用getter/setter。

5. 异常处理的误区：从忽视到过度

刚开始我习惯用try-catch吞掉所有异常，导致问题被掩盖。后来我又走向另一个极端，在每个方法上都throws Exception。直到系统上线后出现各种奇怪的错误，我才学会要区分检查异常和运行时异常，合理处理不同类型的错误。

6. 测试的觉醒：从形式到实质

以前我觉得写测试是浪费时间，直到有一次修改了一个简单方法，却导致系统核心功能崩溃。现在我坚持TDD（测试驱动开发），先写测试用例再写实现代码，这不仅提高了代码质量，还让我的开发效率更高了。

高代码质量的同时提升开发效率。

7. 代码风格的进化：从随意到规范

早期我的代码缩进混乱，命名随意，两周后自己都看不懂。经过团队合作项目的"毒打"后，我现在严格遵守代码规范，使用有意义的命名，保持一致的代码风格，这让我的代码可读性和可维护性大大提升。

总结：成长是一个持续的过程

这些踩坑经历让我明白，编程不仅是一门技术，更是一种思维方式的培养。从最初的"能跑就行"，到现在注重可读性、可维护性、可扩展性，我的编程思维在不断成熟。每个bug都是一个学习机会，每次重构都是一次进步。保持学习的心态，持续改进，才能在这个快速发展的行业中不断成长。

四、改进建议及总结

1. 学习总结

随着课程的推进，逐渐从编写简单的控制台程序，到尝试搭建小型项目，每一次代码的成功运行都带来满满的成就感，让我对Java编程的热情愈发高涨。在整个学习过程中，通过理论课程的学习与实践操作的结合，我系统地掌握了Java编程的基础架构与逻辑思维方式。课堂上老师的讲解让我对Java的整体框架有了清晰的认知，课后的作业和实验则让我将所学知识运用到实际场景中，在解决问题的过程中编程能力得到切实提升。与同学的讨论合作碰撞出思维火花，从不同角度加深了对Java编程的理解。这段学习历程不仅让我收获了专业知识，更培养了独立思考、解决问题的能力，以及面对编程难题时的耐心与毅力。

2. 改进建议

（1）作业布置：建议减少作业量，太多作业会降低对课程的学习热情 .

（2）教学内容：希望融入更多新颖案例和前沿技术应用，如结合热门互联网项目、大数据处理或人工智能领域的Java应用案例，让我们直观感受Java在实际工作场景中的价值。穿插编程行业动态、Java职场发展方向等"题外话"，分享Java工程师职业发展路径（全栈开发、后端架构师、云计算工程师等），帮助规划职业道路。

（3）讲解方式：部分知识点讲解较抽象，建议采用更通俗的语言，多运用生活实例类比（如面向对象编程类比现实模板），对比不同概念差异帮助理解。讲解新技术或复杂概念时适当放慢节奏，增加互动环节，及时解答疑问，确保学习效果。