OOP第三次博客作业
（1）前言：
本轮次的题目集与之前菜单统计有异曲同工的意味，都是需要在用户输入记录在内的数据，再由用户输入对象，对象中包含了之前用户输入的数据，最后进行数据分析，得到计算的结果，并由数据类型按不同的格式输出。
题量不算特别大，第一次的题目集只有一个课程成绩统计的初级构建，之后的几次题目集都是在此基础上的迭代，所以之后的题目集中包含了Hash，多态，接口的考察。
难度适中，但需要对题目的错误可能考虑充分，需要充分理解题目中的关键信息，并设计出能够满足的结构与算法。
（2）设计与分析：
学生课程成绩统计第一代：
题目：
某高校课程从性质上分为：必修课、选修课，从考核方式上分为：考试、考察。 考试的总成绩由平时成绩、期末成绩分别乘以权重值得出，比如平时成绩权重0.3，期末成绩权重0.7，总成绩=平时成绩*0.3+期末成绩*0.7。 考察的总成绩直接等于期末成绩 必修课的考核方式必须为考试，选修课可以选择考试、考察任一考核方式。 1、输入： 包括课程、课程成绩两类信息。 课程信息包括：课程名称、课程性质、考核方式（可选，如果性质是必修课，考核方式可以没有）三个数据项。 课程信息格式：课程名称+英文空格+课程性质+英文空格+考核方式 课程性质输入项：必修、选修 考核方式输入选项：考试、考察 课程成绩信息包括：学号、姓名、课程名称、平时成绩（可选）、期末成绩 课程信息格式：学号+英文空格+姓名+英文空格+课程名称+英文空格+平时成绩+英文空格+期末成绩 以上信息的相关约束： 1）平时成绩和期末成绩的权重默认为0.3、0.7 2）成绩是整数，不包含小数部分，成绩的取值范围是【0,100】 3）学号由8位数字组成 4）姓名不超过10个字符 5）课程名称不超过10个字符 6）不特别输入班级信息，班级号是学号的前6位。 2、输出： 输出包含三个部分，包括学生所有课程总成绩的平均分、单门课程成绩平均分、单门课程总成绩平均分、班级所有课程总成绩平均分。 为避免误差，平均分的计算方法为累加所有符合条件的单个成绩，最后除以总数。 1）学生课程总成绩平均分按学号由低到高排序输出 格式：学号+英文空格+姓名+英文空格+总成绩平均分 如果某个学生没有任何成绩信息，输出：学号+英文空格+姓名+英文空格+"did not take any exams" 2）单门课程成绩平均分分为三个分值：平时成绩平均分（可选）、期末考试平均分、总成绩平均分，按课程名称的字符顺序输出 格式：课程名称+英文空格+平时成绩平均分+英文空格+期末考试平均分+英文空格+总成绩平均分 如果某门课程没有任何成绩信息，输出：课程名称+英文空格+"has no grades yet" 3）班级所有课程总成绩平均分按班级由低到高排序输出 格式：班级号+英文空格+总成绩平均分 如果某个班级没有任何成绩信息，输出：班级名称+英文空格+ "has no grades yet" 异常情况： 1）如果解析某个成绩信息时，课程名称不在已输入的课程列表中，输出：学号+英文空格+姓名+英文空格+":"+课程名称+英文空格+"does not exist" 2）如果解析某个成绩信息时，输入的成绩数量和课程的考核方式不匹配，输出：学号+英文空格+姓名+英文空格+": access mode mismatch" 以上两种情况如果同时出现，按第一种情况输出结果。 3）如果解析某个课程信息时，输入的课程性质和课程的考核方式不匹配，输出：课程名称+" : course type & access mode mismatch" 4）格式错误以及其他信息异常如成绩超出范围等，均按格式错误处理，输出"wrong format" 5）若出现重复的课程/成绩信息，只保留第一个课程信息，忽略后面输入的。 信息约束： 1）成绩平均分只取整数部分，小数部分丢弃
参考类图：
与之前菜单信息统计不同的是：
1、用户输入的课程信息有重要属性——课程性质，考核方式。而这两者的属性不同也会导致不同的处理方式。
2、输出需要将学生按学号的顺序排序后再输出。
3、需要额外按课程，班级整合结果输出。
4、输入课程为必修时，考察方式不能为考察。
第一、三点的解决较为简单，只需将处理之后的信息额外添加到相应的课程，班级对象，在最后排序输出即可。
第二点可以通过 implements Comparable<>接口完成，但对课程的排序不能简单地使用此方法，具体原因见下文。
第四点可以通过设计正则表达式，在用户输入时判断该输入不符合要求，输出“wrong format”。
正则表达式：
1 String wrongCompulsory = "[\\u4e00-\\u9fa5a-zA-Z]{1,10}+\\s+必修\\s+考察"; 2 String normalCompulsory = "[\\u4e00-\\u9fa5a-zA-Z]{1,10}+\\s+必修(\\s+考试)?"; 3 String optionalCourses = "[\\u4e00-\\u9fa5a-zA-Z]{1,10}+\\s+选修\\s+(考察|考试)"; 4 String courseTooLong = "^[\\u4e00-\\u9fa5a-zA-Z].*"; 5 String testGrades = "\\d{8}+\\s+[\\u4e00-\\u9fa5]{1,10}+\\s+[\\u4e00-\\u9fa5a-zA-Z]{1,10}+\\s(100|[1-9]?[0-9])$"; 6 String usualGrades = "\\d{8}+\\s+[\\u4e00-\\u9fa5]{1,10}+\\s+[\\u4e00-\\u9fa5a-zA-Z]{1,10}+\\s(100|[1-9]?[0-9])\\s(100|[1-9]?[0-9])$"; 7 String nullGrades = "\\d{8}+\\s+[\\u4e00-\\u9fa5]{1,10}+\\s+[\\u4e00-\\u9fa5a-zA-Z]{1,10}+";
最后再设计数据输入时的方法即可。
下面是SourceMonitor的复杂度分析结果：
Metrics Details For File 'Main.java'
--------------------------------------------------------------------------------------------
Parameter Value
========= =====
Project Directory C:\Users\Takagi\IdeaProjects\CouseGradesAnalysis\src\
Project Name PTA_9th_7-1
Checkpoint Name Baseline
File Name Main.java
Lines 494
Statements 273
Percent Branch Statements 20.5
Method Call Statements 135
Percent Lines with Comments 8.1
Classes and Interfaces 5
Methods per Class 9.80
Average Statements per Method 4.61
Line Number of Most Complex Method 8
Name of Most Complex Method Main.main()
Maximum Complexity 12
Line Number of Deepest Block 307
Maximum Block Depth 6
Average Block Depth 1.96
Average Complexity 2.06
--------------------------------------------------------------------------------------------
Most Complex Methods in 5 Class(es): Complexity, Statements, Max Depth, Calls
Class.Class() 1, 0, 0, 0
Class.compareTo() 1, 1, 2, 1
Class.getNum() 1, 1, 2, 0
Class.getStudents() 1, 1, 2, 0
Class.getTotalGrades() 1, 1, 2, 0
Class.isHasCourse() 1, 1, 2, 0
Class.setHasCourse() 1, 1, 2, 0
Class.setNum() 1, 1, 2, 0
Class.setTotalGrades() 1, 1, 2, 0
Course.compareTo() 1, 2, 2, 2
Course.Course() 1, 0, 0, 0
Course.getAssessment() 1, 1, 2, 0
Course.getName() 1, 1, 2, 0
Course.getNum() 1, 1, 2, 0
Course.getTotal() 1, 1, 2, 0
Course.getTotalGrades() 3, 5, 3, 2
Course.getTotalTestGrades() 1, 1, 2, 0
Course.getTotalUsualGrades() 1, 1, 2, 0
Course.getType() 1, 1, 2, 0
Course.setAssessment() 1, 1, 2, 0
Course.setName() 1, 1, 2, 0
Course.setNum() 1, 1, 2, 0
Course.setTestGrades() 1, 1, 2, 0
Course.setTotal() 1, 1, 2, 0
Course.setTotalTestGrades() 1, 1, 2, 0
Course.setTotalUsualGrades() 1, 1, 2, 0
Course.setType() 1, 1, 2, 0
Course.setUsualGrades() 1, 1, 2, 0
Data.computing() 11, 24, 6, 19
Data.isHasCourse() 3, 3, 4, 3
Data.print() 11, 16, 5, 15
Data.reSort() 1, 3, 2, 3
Main.main() 12, 46, 5, 36
Student.isHasCourse() 3, 3, 4, 3
Student.Student() 1, 0, 0, 0
--------------------------------------------------------------------------------------------
Block Depth Statements
0 33
1 86
2 76
3 34
4 28
5 13
6 3
7 0
8 0
9+ 0
--------------------------------------------------------------------------------------------
第一次题目集的主要问题是：代码长度限制为16KB，所以在未精简前，代码因为超长而无法提交。
解决方法为：将重复的操作提取为一个方法，优化算法逻辑，删去不必要的代码。
学生课程成绩统计第二代：
与第一代相比，变化的内容如下：
课程成绩统计程序-2在第一次的基础上增加了实验课，以下加粗字体显示为本次新增的内容。 实验的总成绩等于课程每次实验成绩的平均分、实验课的成绩必须为实验。 实验课程成绩信息包括：学号、姓名、课程名称、实验次数、每次成绩 实验次数至少4次，不超过9次 实验课程信息格式：学号+英文空格+姓名+英文空格+课程名称+英文空格+实验次数+英文空格+第一次实验成绩+...+英文空格+最后一次实验成绩。 实验课成绩格式：课程名称+英文空格+总成绩平均分。
由于变化不大，只需添加对应的正则表达式，在属性判断的方法中加入实验即可。提交第一次就通过了所有测试点。
下面是类图：
下面是SourceMonitor的复杂度分析结果：
Metrics Details For File 'Main.java'
--------------------------------------------------------------------------------------------
Parameter Value
========= =====
Project Directory C:\Users\Takagi\IdeaProjects\PTA_10\src\CourseGradeAnalysis\
Project Name PTA_10th_7-1
Checkpoint Name Baseline
File Name Main.java
Lines 527
Statements 297
Percent Branch Statements 21.2
Method Call Statements 154
Percent Lines with Comments 7.8
Classes and Interfaces 5
Methods per Class 9.80
Average Statements per Method 5.08
Line Number of Most Complex Method 10
Name of Most Complex Method Main.main()
Maximum Complexity 20
Line Number of Deepest Block 337
Maximum Block Depth 6
Average Block Depth 2.10
Average Complexity 2.34
--------------------------------------------------------------------------------------------
Most Complex Methods in 5 Class(es): Complexity, Statements, Max Depth, Calls
Class.Class() 1, 0, 0, 0
Class.compareTo() 1, 1, 2, 1
Class.getNum() 1, 1, 2, 0
Class.getStudents() 1, 1, 2, 0
Class.getTotalGrades() 1, 1, 2, 0
Class.isHasCourse() 1, 1, 2, 0
Class.setHasCourse() 1, 1, 2, 0
Class.setNum() 1, 1, 2, 0
Class.setTotalGrades() 1, 1, 2, 0
Course.compareTo() 1, 2, 2, 2
Course.Course() 1, 0, 0, 0
Course.getAssessment() 1, 1, 2, 0
Course.getName() 1, 1, 2, 0
Course.getNum() 1, 1, 2, 0
Course.getTotal() 1, 1, 2, 0
Course.getTotalGrades() 4, 5, 3, 3
Course.getTotalTestGrades() 1, 1, 2, 0
Course.getTotalUsualGrades() 1, 1, 2, 0
Course.getType() 1, 1, 2, 0
Course.setAssessment() 1, 1, 2, 0
Course.setName() 1, 1, 2, 0
Course.setNum() 1, 1, 2, 0
Course.setTestGrades() 1, 1, 2, 0
Course.setTotal() 1, 1, 2, 0
Course.setTotalTestGrades() 1, 1, 2, 0
Course.setTotalUsualGrades() 1, 1, 2, 0
Course.setType() 1, 1, 2, 0
Course.setUsualGrades() 1, 1, 2, 0
Data.computing() 11, 24, 6, 19
Data.isHasCourse() 3, 3, 4, 3
Data.print() 12, 17, 5, 17
Data.reSort() 1, 3, 2, 3
Main.main() 20, 68, 5, 51
Student.isHasCourse() 3, 3, 4, 3
Student.Student() 1, 0, 0, 0
--------------------------------------------------------------------------------------------
Block Depth Statements
0 34
1 86
2 80
3 36
4 37
5 21
6 3
7 0
8 0
9+ 0
--------------------------------------------------------------------------------------------
主方法的复杂度过高，这是由于使用正则表达式而需要将相似的代码重复写出，可以通过优化算法减少复杂度。
学生课程成绩统计第三代：
与第二代相比，变化的内容如下：
课程成绩统计程序-3在第二次的基础上修改了计算总成绩的方式， 要求：修改类结构，将成绩类的继承关系改为组合关系，成绩信息由课程成绩类和分项成绩类组成，课程成绩类组合分项成绩类，分项成绩类由成绩分值和权重两个属性构成。 完成课程成绩统计程序-2、3两次程序后，比较继承和组合关系的区别。思考一下哪一种关系运用上更灵活，更能够适应变更。 题目最后的参考类图未做修改，大家根据要求自行调整，以下内容加粗字体显示的内容为本次新增的内容。 考试的总成绩由平时成绩、期末成绩分别乘以权重值得出，比如平时成绩权重0.3，期末成绩权重0.7，总成绩=平时成绩*0.3+期末成绩*0.7。 实验的总成绩等于课程每次实验成绩乘以权重后累加而得。 课程权重值在录入课程信息时输入。（注意：所有分项成绩的权重之和应当等于1）。 课程信息包括：课程名称、课程性质、考核方式、分项成绩数量、每个分项成绩的权重。 考试课信息格式：课程名称+英文空格+课程性质+英文空格+考核方式+英文空格+平时成绩的权重+英文空格+期末成绩的权重 考察课信息格式：课程名称+英文空格+课程性质+英文空格+考核方式 实验课程信息格式：课程名称+英文空格+课程性质+英文空格+考核方式+英文空格+分项成绩数量n+英文空格+分项成绩1的权重+英文空格+。。。+英文空格+分项成绩n的权重 实验次数至少4次，不超过9次。 实验课程成绩信息包括：学号、姓名、课程名称、每次成绩｛在系列-2的基础上去掉了（实验次数），实验次数要和实验课程信息中输入的分项成绩数量保持一致｝ 为避免四舍五入误差， 计算单个成绩时，分项成绩乘以权重后要保留小数位，计算总成绩时，累加所有分项成绩的权重分以后，再去掉小数位。 学生总成绩/整个班/课程平均分的计算方法为累加所有符合条件的单个成绩，最后除以总数。 单门课程成绩按课程名称的字符顺序输出 课程成绩输出格式：课程名称+英文空格+总成绩平均分 新增错误输入： 6）如果解析实验课程信息时，输入的分项成绩数量值和分项成绩权重的个数不匹配，输出：课程名称+" : number of scores does not match" 7）如果解析考试课、实验课时，分项成绩权重值的总和不等于1，输出：课程名称+" : weight value error"
此次的变化较大：实验课的每一次权重均属要用户输入，且实验次数不确定（4-9次），且每次实验需要乘以相应次数的权重。
为实现该改动，需要对课程对象Course进行重构，添加权重的链表属性，并将原来的平时成绩，考试成绩均改为一个链表成绩。
其他的对象也许进行相应的改动。
下面是类图：
下面是SourceMonitor的复杂度分析结果：
Metrics Details For File 'Main.java'
--------------------------------------------------------------------------------------------
Parameter Value
========= =====
Project Directory C:\Users\Takagi\IdeaProjects\PTA_11\src\CourseGradeAnalysis\
Project Name PTA_11th_7-1
Checkpoint Name Baseline
File Name Main.java
Lines 556
Statements 329
Percent Branch Statements 21.6
Method Call Statements 184
Percent Lines with Comments 7.0
Classes and Interfaces 5
Methods per Class 9.20
Average Statements per Method 6.09
Line Number of Most Complex Method 10
Name of Most Complex Method Main.main()
Maximum Complexity 32
Line Number of Deepest Block 44
Maximum Block Depth 6
Average Block Depth 2.18
Average Complexity 2.72
--------------------------------------------------------------------------------------------
Most Complex Methods in 5 Class(es): Complexity, Statements, Max Depth, Calls
Class.Class() 1, 0, 0, 0
Class.compareTo() 1, 1, 2, 1
Class.getNum() 1, 1, 2, 0
Class.getStudents() 1, 1, 2, 0
Class.getTotalGrades() 1, 1, 2, 0
Class.isHasCourse() 1, 1, 2, 0
Class.setHasCourse() 1, 1, 2, 0
Class.setNum() 1, 1, 2, 0
Class.setTotalGrades() 1, 1, 2, 0
Course.compareTo() 1, 2, 2, 2
Course.Course() 1, 0, 0, 0
Course.getAssessment() 1, 1, 2, 0
Course.getName() 1, 1, 2, 0
Course.getNum() 1, 1, 2, 0
Course.getTotal() 1, 1, 2, 0
Course.getTotalGrades() 2, 4, 3, 3
Course.getType() 1, 1, 2, 0
Course.getWeight() 1, 1, 2, 0
Course.setAssessment() 1, 1, 2, 0
Course.setGrades() 1, 1, 2, 0
Course.setName() 1, 1, 2, 0
Course.setNum() 1, 1, 2, 0
Course.setTotal() 1, 1, 2, 0
Course.setType() 1, 1, 2, 0
Course.setWeight() 1, 1, 2, 0
Data.computing() 11, 24, 6, 19
Data.isHasCourse() 3, 3, 4, 3
Data.print() 10, 12, 4, 8
Data.reSort() 1, 3, 2, 3
Main.main() 32, 111, 6, 83
Student.isHasCourse() 3, 3, 4, 3
Student.Student() 1, 0, 0, 0
--------------------------------------------------------------------------------------------
Block Depth Statements
0 39
1 90
2 94
3 38
4 28
5 28
6 12
7 0
8 0
9+ 0
--------------------------------------------------------------------------------------------
由于此次改动，复杂度进一步增加，但目前只能通过解决实验课程可能出现的多次实验与多次权重。
（3）采坑心得：
在处理可能出现浮点数时要仔细的按照题目所要求的方法进行，由于浮点数的特性，容易出现逻辑正确计算错误的情况出现。
不能着急构建框架，最好想出几个不同的框架，仔细分析该情况使用哪种能较为高效，做到搞内聚，低耦合。
（4）改进建议：
本轮题目集的内容与之前菜单程序有较高相似度，建议选题能够更加新颖。
（5）总结：
通过这学期的学习与练习，我逐渐敢于否定自己，敢于重构自己之前的代码，并且提高了编写代码的效率。
对于一些需求，也有了自己的理解与解决方法，但是对于一切算法上的效率优化能力还不够，最后的代码复杂度过高的情况需要改进。
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