OO_U4总结

OO_U4总结

一、简介

• 本单元的主要任务是对UML模型进行解析。UML模型将抽象化的代码转化为直观可见的视图，其中类图可以表达类、接口直接存在的基本关系，顺序图展现了进程生命周期中的调度关系，状态图展现了基于条件判断的状态转移。解析UML模型是一个巨大的工作量，因此这部分作业中只提取了部分工作作为任务。
• 本单元中，涉及到大量的图与算法知识，实现起来较有挑战。

二、本单元架构设计

1. 类图

2. 设计与架构

• 本次作业大量直接引用了官方解析好的类，但是为了便于解析，特地构造了类图、顺序图、状态图三个包，每个包中使用一定的便于自己操作的类如MyClass，在其内部将关联、继承等图的元素，作为邻接表进行存储，便于图的遍历与查找。
• 由于本次作业读完所有的内容只进行一次初始化，因此可以在初始化时，通过HashMap将属性、方法等分入到指定的类图中，对于状态图与顺序图也是如此。
• 对于基础查询指令，没有太大的困难，主要是需要注意细节，如有些元素的名字可能为空，这些不进行特判在一定的情况下可能会引发异常。另外还有同一个元素需要比较id而非名字之类。
• 对于异常检测，主要难度集中在循环继承、重复继承这两个部分，我才用了深度搜索与广度搜索，但实际上复杂度非常高，由于需要将所有出问题的节点记录，因此不能使用一些简单的有效性判定算法，只能每次对一个点进行搜索，并遍历所有节点。

三、架构设计思维及OO方法理解的演进

1. U1

• 开始接触面向对象思维，懂得如何维护一个类，对类中的属性、方法进行管理，对行为、数据进行抽象，以及如何协调不同类之间进行工作。
• 初次接触迭代开发，明白了好的架构带来的开发体验重要性，对于架构设计开始了学习。
• 最初的设计中依旧存在大量的问题，比如说耦合度过高。

2. U2

• 初次接触多线程，了解并学习了多种设计模式如生产者消费者模型，这些模式由前人的经验总结而成，对于我的作业起了重大的帮助。
• 了解了锁的原理，并且初步掌握锁的使用，以及如何避免死锁，保持线程安全。
• 学习并使用了状态机建模，这种将条件判断抽象的建模方式，极大程度降低了耦合度，并且对于迭代开发有着极高的效率，经过一单元的学习，对于状态以及状态转移的架构有了更深入的了解。

3. U3

• 第三单元的学习更多的是如何规范化编程，JML语言让不同人之间协作变得更为简单，有了固定的条件约束，寻找bug也变得更为容易，是面向对象中一个重要的架构思路。
• 学会了如何编写JML说明，第一次使用自己编写的评测机，对于测试与数据生成有了更为深入的研究。
• 复习了数据结构与离散数学中教授的图论算法，对于性能与hash的底层实现有了更深入的了解。

4. U4

• UML模型将抽象化的关系转换为可视化的视图，对于架构设计无疑有着巨大的帮助，bug已经从整体设计层面降低至实现时的语法层面，设计架构前先绘制UML模型，对于后续的代码编写可以说是事半功倍。

四、测试理解与实践的演进

1. 手搓数据

• 有针对性的构造测试数据，根据题目要求，设想一些可能会出错的数据，适用于测试数据较短，可以手动构造的场合，在第三次作业中，成功hack到了不同的bug。覆盖性一般，并且需要一定的思考，不过针对性较强。

2. 自动生成数据

• 随机数据生成，电梯需要测试的便是多线程下的安全性问题，大量的数据到来可能会导致bug的出现，但是多线程在不同系统不同环境下有着难以复现的问题，即使覆盖性强，也可能本地与服务器得到不同的结果。

3. 单元测试

• 单元测试，利用Junit，可以保证测试的覆盖性，至于自动生成数据，依旧由数据生成器完成，并且在数据生成器中设定一定的逻辑，使生成的数据匹配单元测试的要求。

五、课程收获

• 建立面向对象思维、学会了面向对象的架构方式。
• 初步掌握了如何进行架构设计，以及如何进行迭代开发，对于迭代开发中的圈复杂度进行控制，降低重构的可能性。
• 更加深入地了解了Java底层实现原理，容器的使用方式，算法复杂度与实际时间的不符的可能原因。
• 学会了多线程的多种设计模式，对于多线程的安全性问题有了深刻的认识，并且掌握如何使用锁进行资源的调度。
• 对于测试，从白盒到黑盒，从手动构造到自动生成，从针对性到覆盖性，有了明显的进步，对于构造评测机有了一定的经验。
• 对于算法，既复习到旧的知识，强化了记忆，又学到了新的方法，颇有收获。

六、改进建议

• 第一个建议是关于JML的，JML本身是一个非常好用的规格设计，但是实际上难度最高的在于架构时进行JML设计，建议将JML书写辅助架构设计的能力纳入作业考查范围，而不仅是上机考查，并且应当减弱对于实现JML规格的难度，将重点置于写出漂亮的架构上。
• 第二个建议是UML模型，虽然很有用但是一直在解析与检查，对于如何运用没有明确的锻炼，加上实际上期末临近，很难以进行有效的编程，我认为，平时作业不应当局限于写代码-测试-改bug，比如第四单元，与其在烤漆写代码折磨，不如将UML模型的运用作为作业考核。
• 最后一个，协作编程，已经使用了git，不如提前让大家接触一下分工合作式编程的乐趣，运用JML和UML之类的知识，将任务分解，并考察多人合作下实际的代码耦合与运行情况。