OOP1-3作业集总结性Blog

这三次题目集的题量分别为5,4,3，题量逐渐减少，但难度逐渐上升。主要涉及的知识点有类的封装性，容器的使用，API的调用，正则表达式的用法。

对于三道 答题判题程序 的设计，在看了设计建议后，才发觉自己设计的类过于粘稠，存在一个类中总是通过简单的getXX的粗暴方法来利用别的类中的变量，使得该类与多类连接紧密，不仅使代码不易看懂，还使得代码在修改一个类时往往还需要修改别的类·，导致类不易扩展。

接下来，简单分析下三次判题程序中我与设计建议间的区别。

第一次作业

SourceMonitor分析如下：

UML类图如下：

设计与分析：

设计：

设计建议中类的功能：

（1）题目类（Question）

private int num;// 题号

private String content; // 题目内容

standardAnswer;// 标准答案

boolean matchingStandardAnswers(String answer);//判断是否符合标准答案

（2）试卷类（TestPaper）

int questionNum;// 题目数量

Question[] questions;//题目清单

void inputQuestion(int num, Question question);//添加一道题目

void printQuestions();//输出题目的内容~标准答案

boolean markQuestion(int num, String answer);//判断第 num 题的正确性。

（3）答卷类（AnswerPaper）

TestPaper paper;//试卷信息

String[] answers;//每一题的答案信息

boolean marks;//每一题的判题结果（对/错）

void printQ_A(int num);//输出第 num 题的题目和答案（卷面答案，非标准答案）

boolean getJudge(int num);//获得第 num 题的判题结果

我的类的功能：

（1）题目类（Question）

private int  id;
private String content;
private String standardAnswer;
方法
一系列get set

（2）答案类（Answer）

private int num=0; //用来判断是第几题的答案
private String answer; //回答的答案
方法
一系列get set

（3）试卷类（Test）

private int num=100; //定义试卷大小
private Question [] test=new Question[this.num];//将一系列问题（question）数组定义为test
private Answer [] answers =new Answer[num];//回答数组
public int[] yes=new int [num];//判断答案对错数组

public  void pigai();//判断对错且输出

分析：

我的设计：耦合度较高的设计

我的设计中，试卷类直接包含了题目类和答案类的数组，并且试卷类本身负责对学生答卷的判定。

优点：

1. 简单直观： 这种设计简单明了，直接在试卷类中管理了所有的题目和答案。
2. 快速实现： 对于小规模的问题，这种设计可能更容易快速实现。

缺点：

1. 耦合度高： 试卷类与题目类和答案类之间的耦合度很高，试卷类直接依赖于题目类和答案类的实现细节。这意味着如果需要修改题目类或者答案类，可能会影响试卷类的代码。
2. 单一职责原则违反： 试卷类不仅负责试卷的管理，还负责对学生答卷的判定。这违反了单一职责原则，使得试卷类的功能过于集中，难以维护和扩展。
3. 灵活性差： 这种设计固定了试卷的大小，并且试卷类直接定义了题目数组和答案数组，导致缺乏灵活性。

设计建议：耦合度较低的设计（组合关系）

设计建议中，试卷类通过组合关系包含了题目类和答卷类的对象，而试卷类本身只负责试卷的生成和管理，而对学生答卷的判定则交给答卷类，符合了开闭原则。

优点：

1. 低耦合度： 试卷类与题目类和答卷类之间的耦合度较低，试卷类不直接依赖于题目类和答卷类的实现细节。这使得修改题目类或者答卷类不太可能影响试卷类的代码。
2. 单一职责原则： 每个类负责自己的职责，试卷类只负责试卷的生成和管理，答卷类负责学生答卷的管理和判定，这符合单一职责原则，使得代码更易于维护和扩展。
3. 灵活性高： 这种设计更灵活，试卷的大小和题目与答案的关联方式可以根据需要动态调整。

缺点：

1. 稍微复杂： 相对于第一种设计，这种设计可能稍微复杂一些，需要更多的类来实现相同的功能。但是，这种复杂性可以通过良好的设计和抽象来降低。

改进建议：

我对单一职责原则的理解还停留在c语言是每个函数职责的单一，而忽略了java中所讲的单一职责原则其实更加注重的是每个类功能应该是单一的。

虽然我在设计中用了三个类，但对封装性的使用很差，其中两个类的功能只有储存变量而不含任何方法，导致批改题目正误和改分的任务都集中在了试卷类中。

所以，应该在类中就把该类中变量可能被使用的方法用方法封装起来，如这题中因为题目类内中有变量standardAnswer就可以将判断正误的功能加在题目类上。而AnswerPaper类中可以通过就访问题目类中的判题方法来设置判题。

出现错误：

输出应该输出学生的作答，但我输出的是标准答案。

采坑心得：

1.应当留意PTA中输入测试样例时所出现的蓝线提示，这蓝线会提示输出的不同之处，

2.当看不懂题目使可以从输出样例寻找灵感。

第二次作业

SourceMonitor分析如下：

UML类图如下：

设计：

我的类设计：

（1）题目类（Question）：将整个题目的信息封装

private int  id;//题目集中试卷题号

private String content;//题目

private String standardAnswer;//标准答案

方法
一系列get set

（2）答案类（Answer）：

private int num=0; //用来判断是第几题的答案

private String answer; //回答的答案

方法
一系列get set

（3）试卷类（Test）

private final int[] titie = new int[100];//题目在题目集的位置 如：titie[1]=3,说明试卷第一题是题目集中第3题

private final int[] grade = new int[100];//各个题目成绩

private int sumGrade = 0;//试卷总分

private int numTest = 0;//题目数量

private final int[] yes = new int[100];//判断题目是否正确

//** 可以看出这个方法的if深度和与答案类和题目类的耦合度很高*/
public  void pigai();//判断对错且输出

public void standard(int n);//判断试卷是否为100分

设计建议类设计：

题目类（Question）： 用于保存一道题目的信息以及处理的方法。（与系列 1 相同，无变化）

private int num;// 题号

private String content, // 题目内容

standardAnswer;// 标准答案

boolean matchingStandardAnswers(String answer);//判断是否符合标准答案

试卷题目类（Question_Paper新增）：用于保存试卷中的题目信息。由于试卷中的题目序

号与题目本身的题号不一致。且题目在不同试卷中的分值可能不一样，因此，设计试卷题目

类。

int p_q_num;//试卷中题目的顺序号

Question question;//题目类的对象，保存题目信息

int question_score;// 题目分值

int judge_markAnswer(String answer); // 判断题目得分

试卷类（TestPaper）：保存和处理一张试卷的信息以及处理的方法，

int questionNum;// 题目数量

Question[] questions;//题目清单

void inputQuestion(int num, Question question);//添加一道题目

void printQuestions();//输出题目的内容 + ~

boolean markQuestion(int num, String answer);//判断第 num 题的正确性。--虽然感觉这个方法在这道题上没被用上，但其有存在的意义。可能老师写这个方法时，是按现实中写程序的思路来写的

int sum;//保存总分 （新增）

int questionQuantity;//保存题目数量 （新增）

int getSum();//获得总分（新增）

答案类（Answer 新增）：用于保存答卷中一道答案的信息。

Question_Paper question;

String answer;

boolean mark;// 每一题的正确性

int score=0;// 每一题的得分

void calScore();//计算得分

答卷类（AnswerPaper）：保存和处理一张答卷的信息以及处理的方法

TestPaper paper;//试卷信息

String[] answers;//每一题的答案信息

boolean[] marks;//每一题的判题结果（对/错）（去除）

void printQ_A(int num); //输出第 num 题的题目和答案（卷面答案，非标准答案）
    
boolean getJudge(int num); //获得第 num 题的判题结果
    
void printJudges(); // 输出所有的得分以及总分，以空格分隔（新增）

分析：

题目修改：

本题在输入时增加了（1）储存不同张试卷，（2）分析学生对特定的试卷作答的要求。

在输出时也增加了（3）判断每张试卷是否标准，（4）打印每张学生答题卷的正误（5）打印学生得分情况的要求。

对代码进行的修改：

我：

修改各种正则表达式来满足对各个类中新增的变量的分割要求，在试卷类中的pigai方法中新增解决（4）（5）的代码

在试卷类中新增public void standard(int n);//判断试卷是否为100分方法来解决（3）问题

出现错误：

输出试卷是否标准时应该输出具体是哪张试卷，但我未加以判断。

改进建议：

（1）对答案类进行如下修改：

由于所有答案类（多选题，填空题）都可以有

Question question;//储存指定回答的题目

String answer;

int score=0;// 每一题的得分

void calScore();//判断正误并计算得分

这些变量，方法，这样设计答案类，有利于后面别的类型答案的继承。

（为什么要储存 Question_Paper question 变量）

由于日后可能在题型上对程序进行修改，在Answer类中储存其所回答的题目，就可以通过Question类中的判题方法判题，这时在面对各种题型时都使用calScore来判断题目正误和得分，增强了该程序的鲁棒性。

其次，我觉得为了利于之后对所有试卷题目作答情况进行判断，应该在答卷类中设置一个数组大小为试卷题目数量的答案类数组

（2）对答卷类进行如下修改

TestPaper paper;//试卷信息

Answer[] answers;//每一题的答案信息

void printQ_A(int num); //输出第 num 题的题目和答案（卷面答案，非标准答案）

void JudgeCorrect();//判断所有题目的正误

void printCorrect();//打印所有判题结果。

boolean getJudge(int num); //获得第 num 题的判题结果
    
void printJudges(); // 输出所有的得分以及总分，以空格分隔（新增）

答卷类中内存TestPaper类因为当需要TestPaper类中的题目数量变量来定义answers数组的大小，且可以利用TestPaper类中的void printQuestions();//输出题目的内容 + ~方法来辅助PrintCorrect方法的实现。

（3）对试卷类进行如下修改

int questionNum;// 题目数量

int sum;//保存总分 （新增）

Question[] questions;//题目清单

void addQuestion(int num, Question question);//添加一道题目,由于题目的添加不是按顺序的所以要加num

void printQuestions();//输出题目的内容 + ~

void getQuestion(int num);// 返回试卷上指定题号的题目，在answer类的初始化中可能用上

int getSum();//获得总分（新增）

将原本我设计中在试卷类中的pigai方法删去，并将判题的任务分给每个答案类减少了试卷类和答案类的耦合性。

且当程序要对多种题型的批改时，原本单一的Pigai方法将需要通过多重if来判断用哪种判题方法来批改String answer，修改后

由于题目答案是一一对应的，就不需要if判断了，使代码易于扩展。

第三次作业

SourceMonitor分析如下：

UML类图如下：

设计与分析：

我的类设计：

Answer类：

private final String[] answers;
private int indexContents;
private final int indexTest;
private int numReplies;
private String studentNumber;
Answer.extractStudentNumber()//用于分割字符串
Answer.getAnswers()
Answer.getIndexTest()
Answer.getStudentNumber()

AutomaticGrading类：

private int numTest;//试卷的张数
private int numAnswer;//答卷的张数
private String[] wrong;//储存错误信息--用Array数组可能更好
private int numWrong;//储存错误信息的数量
public static int judgeType(String s);//判断是哪种类型信息
AutomaticGrading.addNumAnswer()
AutomaticGrading.addNumTest()		
AutomaticGrading.addWrong()	//添加输入错误的信息
AutomaticGrading.judgeStandard()//判断输入格式的标准程度
AutomaticGrading.printWrong()//打印格式错误的信息

Question类：

Question.getContent()			
Question.getExist()			
Question.getStandardAnswer()		
Question.Question()			
Question.setExist()	//设置题目是否被删除	

Student类：

Student.getID()				
Student.getName()			
Student.Student()	

Test类：

private final int[] indexTitie; //储存试卷内题目的变量
private final int[] grade;//储存试卷内每题分数的变量
private int sumGrade;//试卷总分
private int numTitie;//试卷总题数
//判断这张试卷是否满分100
public void standard(int n)
//判断题目是否存在
private boolean judgeProblemExist(int index, Question[] questions) 
//判断题目是否被删除
private boolean judgeProblemInvalid(int index, Question[] questions) //判断问题是否有效
private void correctTestHelp(int i, Question[] questions, Answer answer)//判断问题是否正确
public void correctTest(Question[] questions, Answer answer) //
public void rate() 

虽然这次设计时单独将分割字符串的任务交给了AutomaticGrading类，但还是没改掉Test类与Answer，Question类耦合程度高的情况。

出现错误：

在各种信息中的正则表达式的切割上有问题

其实这后面几个答案错误都是因为正则表达式的书写出现错误。

比如一开始题目信息中我的正则表达式无法分割 asdf asdf 这样的字符串

将判断题目的正则表达式换为

String pattern = "#Q:\\s*(.*?)\\s*#A:\\s*(.*)";

在答案信息输入时答案可以存在 asdf asdf 这样的格式且在比较答案正误时应该取出前后的空格

改进建议：

在第二次作业改进的基础上，加上对题目是否作答的判断。

（1）对答案类进行如下修改：

Question question;//储存指定回答的题目

String answer;

boolean mark;//判断是否作答（新增）

int score=0;// 每一题的得分

void calScore();//判断正误并计算得分

（2）对答卷类进行如下修改

TestPaper paper;//试卷信息

Answer[] answers;//每一题的答案信息

void printQ_A(int num); //输出第 num 题的题目和答案（卷面答案，非标准答案）

void JudgeCorrect();//判断所有题目的正误，将正误信息储存在answer类数组中

boolean judgeErrorQuestion()//判断试卷题目是否存在并打印相应信息

void printCorrect();//打印所有判题结果。

boolean getJudge(int num); //获得第 num 题的判题结果
    
void printJudges(); // 输出所有的得分以及总分，以空格分隔（新增）

（3）AutomaticGrading类

private QuestionSet questionSet;

private TestPaperSet testPaperSet;

private AnswerPaperSet answerPaperSet;

private StudentSet studentSet;

public void input_Q(String line);//解析题目信息的输入

public void inputTest(String line);//解析试卷信息的输入

public void inputAnswer(String line);//解析答案信息的输入

public void inputStu(String line); //解析学生信息的输入

因为分割字符串的方法很容易变化，将分割方法冲类中分离出去，但正则表达式需要改变时，可以减少对其相应类不必要的修改

（4）JugdeInput类

用于判断输入是否符合要求，且输出错误的类信息，单独分成类是为了减少AutomaticGrading类的功能

综合性总结：

（1）让我学习到了正则表达式的用法。

（2）初步领略了设计模式的6大设计原则，通过观察设计建议，学习到了通过类间的组合关系来设计类可以减低类间的耦合性，虽然更复杂但更符合软件设计中要求程序易于扩展的需求。

1. 单一职责原则 (Single Responsibility Principle, SRP)：一个类应该只有一个引起变化的原因。换句话说，一个类或模块应该只负责一项功能。----------理解了单一原则不仅仅是c语言中函数职责的单一更是对类的单一职责做出限定
2. 开闭原则 (Open/Closed Principle, OCP)：软件实体（类、模块、函数等）应该对扩展开放，对修改关闭。这意味着可以通过添加新代码来扩展系统的功能，而无需修改已有代码。----------通过组合关系设计类，在满足程序需求上更符合开闭原则
3. 里氏替换原则 (Liskov Substitution Principle, LSP)：子类应该能够替换掉父类并且不影响程序的正确性。换句话说，子类应该能够替代父类的行为。
4. 依赖倒置原则 (Dependency Inversion Principle, DIP)：高层模块不应该依赖于低层模块，二者都应该依赖于抽象。抽象不应该依赖于具体实现，而具体实现应该依赖于抽象。
5. 接口隔离原则 (Interface Segregation Principle, ISP)：一个类不应该强迫它的用户依赖于他们不需要的接口。换句话说，一个类应该只提供它的用户需要的方法，而不应该提供不必要的方法。
6. 最少知识原则 (Least Knowledge Principle, LKP，也称为迪米特法则)：一个对象应该对其他对象有最少的了解。对象之间的耦合越低，系统的灵活性、复用性和可维护性就越好。----------一个对象应该在自己所含成员基础上设计方法，减少对其他类getXX方法的直接调用（直接调用get类方法一个类知道了另一个类中的变量信息）

通过这三次作业，我也发现了自己对减少类间耦合性，增强程序鲁棒性能力上的不足，应该多使用组合关系设计类，接下来应该好好研读下设计模式相关的书籍，提升自己减低程序复杂度的能力

建议及意见

提高所发布设计建议中UML类图的准确性，对设计建议中类内函数的作用做更详细的注释，比如说在解决什么问题的时候用的上，这样设计的好处等等，有助于学生自己领会这样设计的益处，更利于学生模仿相应类设计。