面向对象课程总结

Java课程三次大作业总结Blog

1. 前言
   本门Java课程以“理论+实践”为核心，通过PTA作业、5次迭代实验、线上视频学习和线下课程构建了完整的知识体系。总体工作量较大，需要课后花很多时间来完成。
   PTA作业：覆盖基础语法到类的设计，单题代码量几百行，调试耗时长，大作业往往难度最大，花费时间非常多。
   实验环节：从控制台程序到JavaFX应用开发，迭代式代码可以很好的锻炼我的工程能力，但是实验系统输入代码十分麻烦，不如平时使用的idea调试程序自动标红报错、展示修改方案功能完善，平白降低工作效率。
   PTA作业从基础语法训练到复杂系统设计循序渐进，单题代码量常常达到几百行，特别是期末的航空系统大作业，调试过程尤为艰辛。实验环节采用迭代开发模式，从简单的控制台程序逐步升级为功能完善的JavaFX应用，这种渐进式的学习方式让我深刻体会到软件工程的思想。不过实验系统的代码输入界面真的很不够友好，缺乏IDE的智能提示和实时错误检查功能，大大降低了我的效率。
   课程：系统化理论化学习面向对象设计和Java知识，为后续任务开展奠定基础。
2. 面向对象技术总结
   (1) 基础语法强化和异常处理（PTA1-2 & 实验2）
   核心内容：变量/循环/数组/字符串处理等基础语法，方法封装
   典型实践：
   PTA1-2：多个计算等题目训练方法我们的基础语法能力
   实验：控制台实现的大象入冰箱题目从文件输入，强化文件I/O处理能力以及初步方法拆分设计能力。
   自定义异常需包含足够诊断信息，可以大大降低维护成本和调试时间
   掌握程度：语法基础扎实，但初期花费很多时间调试程序，解决基础语法错误。
   (2) 算法与模块化设计与封装技术，以及比较器的选择（PTA3-4）
   核心内容：多方法协作解决复杂问题，基础算法实现
   PTA3-4：首次实践单一职责原则，主要锻炼基础算法和方法拆分能力，以及初步的封装能力
   实验多种排序实现动物的不同规则不同方法的排序，让我巩固了排序的各个算法（包括归并排序、插入排序、冒泡排序、选择排序）知识，同时还学会了两个不同的比较器Comparator和Comparable：Comparable 接口（内部比较器），定义在类内部：实现Comparable接口的类，需重写compareTo(T o)方法，定义该类对象的 排序”规则。
   Comparator 接口（外部比较器）通过实现Comparator接口创建独立的比较器对象，
   针对同一类定义多种比较规则，无需修改类的代码。当需要为类定义多种排序规则时、对没有实现Comparable的类进行排序时使用
   优先实现 Comparable：若类有明确的 “自然排序”（如数值、日期），应实现Comparable，保证排序逻辑的一致性。
   用 Comparator 扩展：当需要多种排序规则时，使用Comparator
   掌握程度：掌握方法拆分技巧，理解模块间低耦合的重要性
   (3) 面向对象核心：继承与多态（PTA6、7、10 & 实验3）
   核心技术：类层次设计、运行时多态、抽象类应用
   案例：
   PTA6、8：题目雨刷和点线的迭代，新增改变使得我注重类设计，锻炼我继承多态的掌握能力，认识到其重要性
   PTA10将 Java 的三大核心特征（封装、继承、多态）与集合框架相结合进行考察。在处理大量数据时，我根据数据特点选择合适的集合类型，如使用ArrayList存储有序且可重复的数据
   实验3：动物叫声模拟（接口Animal + 实现类Cat/Dog）
   掌握情况和认知：
   特性 关键实践 认知提升
   封装 PTA图形类：private坐标+getArea() 隐藏实现细节，暴露安全接口
   继承 雨刷和点线题目 super复用，protected控制权限
   多态 动物模拟：Animal a = new Tiger() 运行时绑定
   封装可以防止暴露安全接口，目前掌握较良好
   我掌握了继承关系的合理设计以及多态在实际场景中的运用技巧，但对于复杂继承层次结构的优化和多态方法调用的细节处理，还需要进一步加强练习。
   多态可以使得新增功能只需添加类而非修改逻辑，大大降低成本，掌握比较全面，使用的时候比较得心应手
   同时，在集合操作过程中，灵活运用三大核心特征，例如通过封装集合操作方法，保护数据的安全性；利用继承和多态，实现不同类型集合元素的统一处理。
   (4) 抽象类与接口
   技术 核心区别 应用场景
   抽象类 包含抽象方法+具体方法+成员变量 为相关类提供共性实现
   接口 纯抽象方法 定义跨继承体系的行为契约
   在航班系统的大作业中，计算费率实现使用接口，顾客类使用继承；在实验中动物“叫”使用接口，动物和具体大象类使用继承，根本原因是它们和其关联对象的耦合程度不同，即耦合度是使用抽象或接口选择的判断因素，优先用接口实现解耦。掌握程度良好。
   掌握耦合度决定选择原则：高内聚场景用抽象类（如航班顾客继承体系）低耦合需求用接口（如实验3动物行为扩展）
   (4) 集合框架
   主要通过pta5-7，8-9两次大作业考察
   ArrayList主要用于动态数据存储（电梯请求队列），初始容量优化（new ArrayList<>(100)）
   HashMap主要用于快速检索（订单系统商品缓存以及动物排序实现），要求键对象必须重写equals()/hashCode()
   自定义Comparator实现排序逻辑（动物排序规则自定义），可以优化排序性能，自定义排序规则
   学习之后集合选型能力提升（随机访问vs插入效率）
   (5) 设计原则实践
   单一职责原则（SRP）要求每个类专注单一功能，避免"上帝类"提升可维护性；开闭原则（OCP）强调对扩展开放对修改关闭，通过多态降低系统耦合；里氏替换原则（LSP）确保子类无缝替换父类，保障继承体系健壮性；接口隔离原则（ISP）主张按需提供精细接口，避免强制实现冗余方法；依赖倒置原则（DIP）要求高层不依赖底层细节，通过抽象实现模块解耦；迪米特法则（LoD）限定对象间保持最小知识，减少不必要依赖链；合成复用原则（CRP）提倡优先组合而非继承，实现灵活扩展避免继承污染
   这七大设计原则主要在航空系统中考察，用于类设计，可以很好地锻炼我的类设计能力，帮助我处理复杂问题，但是我有时候会为了眼前实现而违法某个原则，这也导致了迭代时候的工作量增加
   (6)javafx
   此知识点主要在线下课程翻转课堂讲解和第五次实验（将大象放入冰箱题目的图形界面设计与实现）以及javafx大作业（航空系统的迭代以及图形界面设计实现）中考察
   对于布局容器如VBox、HBox等掌握情况良好，能灵活构建复杂界面结构
   对于基础图形使用绘画如circle、rectangle等类掌握情况良好，能自主使用其各个方法
   对于属性绑定，能实现UI与数据的动态同步，但是不够熟练
   对于事件处理机制，能自主处理各类用户交互事件，但是调试需要花费时间
   对于动画效果能比较熟练运用Transition类创建平滑动画。
   （3）采坑心得
   1．对象引用陷阱，要注意是否需要创建新的实例而不是每次都指向同一个对象，若多个变量指向同一对象实例，一处修改会影响所有引用，导致逻辑错误
3. 静态方法在编译时绑定，不可对象实例中多态。应当把其改为实例方法（去掉static，static修饰的成员属于类本身，不依赖对象实例，适用于工具方法或全局共享数据；而实例方法和变量则与具体对象相关。），才能实现预期的多态
   3.使用equals必须重写hashCode，保证其一致性，否则得到结果不符合预期，多次调用hashCode时，结果需一致（除非对象状态改变）。这也是哈希的关键
   4.类型转换问题需要多加注意，在使用集合框架时，我曾错误地认为List在运行时依然保留着类型信息。但是将List赋值给List