第二次Blog作业

一、项目背景与设计初衷
在完成面向对象程序设计课程的理论学习后，我深刻认识到将抽象概念转化为实际应用的重要性。航空货运管理系统项目为我提供了一个绝佳的实践平台，让我能够将封装、继承、多态等核心概念融入到一个真实的业务场景中。

这个项目不仅仅是一个简单的编程练习，而是一个模拟真实航空货运业务流程的完整系统。从客户下单到运费计算，再到航班运力评估，每个环节都需要精心设计。我的核心设计目标包括：

构建一个层次分明的业务对象体系，准确反映航空货运领域的实体关系

实现智能化的运费计算引擎，支持多种计费规则

开发可靠的运力评估机制，防止航班超载

设计清晰的数据报表系统，便于业务分析和追踪

二、系统架构的演进与优化
2.1 类图设计的迭代过程
最初的类图设计较为简单，仅包含基本的Customer、Cargo和Flight类。随着对业务理解的深入，我进行了三次重要重构：

第一次重构：引入Order类作为核心协调者，聚合客户、货物和航班信息

第二次重构：将运费计算逻辑从主程序迁移到Cargo类中

第三次重构：添加异常处理机制，增强系统健壮性

2.2 核心类的职责划分
Customer类不仅仅存储基本信息，还负责验证联系方式格式和地址有效性。我为其添加了正则表达式验证，确保数据质量。

Cargo类成为系统的"智能"核心，它不仅记录物理属性，还封装了复杂的业务逻辑：

体积重量计算算法

计费重量决策逻辑

阶梯式运费计算引擎

Order类作为业务流程的"指挥者"，协调各个对象的协作：

维护客户-货物-航班的关联关系

汇总运费和重量数据

执行最终的运力检查

Flight类除了基本信息外，还实现了载重预警机制，当货物总重接近最大载重时会产生警告提示。

三、业务逻辑的深度实现
3.1 输入系统的智能化设计
输入处理采用了分阶段验证模式：

java
public class InputValidator {
public static boolean validateCustomerInfo(String phone, String address) {
// 手机号正则验证
String phoneRegex = "^1[3-9]\d{9}$";
// 地址非空验证
return phone.matches(phoneRegex) && !address.trim().isEmpty();
}

public static boolean validateCargoDimensions(double length, double width, double height) {
    // 尺寸必须为正数
    return length > 0 && width > 0 && height > 0;
}

}
3.2 运费计算引擎的实现
运费计算采用了策略模式的思想，便于未来扩展：

java
public class Cargo {
private static final double VOLUME_FACTOR = 6000;
private static final double[] WEIGHT_BRACKETS = {0, 10, 50, Double.MAX_VALUE};
private static final double[] PRICE_RATES = {8, 7.5, 7};

public double calculateCharge() {
    double volumetricWeight = calculateVolumetricWeight();
    double chargeableWeight = Math.max(volumetricWeight, actualWeight);
    
    for (int i = 0; i < WEIGHT_BRACKETS.length - 1; i++) {
        if (chargeableWeight > WEIGHT_BRACKETS[i] && 
            chargeableWeight <= WEIGHT_BRACKETS[i+1]) {
            return chargeableWeight * PRICE_RATES[i];
        }
    }
    return 0;
}

private double calculateVolumetricWeight() {
    return (length * width * height) / VOLUME_FACTOR;
}

}
3.3 运力评估的优化处理
运力检查不仅判断是否超载，还提供超载百分比分析：

java
public class Flight {
public void checkCapacity(double totalWeight) throws OverCapacityException {
double overloadPercentage = (totalWeight - maxLoad) / maxLoad * 100;
if (overloadPercentage > 0) {
throw new OverCapacityException(
String.format("超载%.2f%%，请调整货物配置", overloadPercentage));
}
}
}
四、报表系统的创新设计
报表生成采用了Builder模式，支持灵活扩展：

java
public class ReportBuilder {
private StringBuilder report = new StringBuilder();

public ReportBuilder addHeader(String orderId, Customer customer) {
    report.append("订单编号：").append(orderId).append("\n")
          .append("客户姓名：").append(customer.getName())
          .append("（").append(customer.getId()).append("）\n");
    return this;
}

public ReportBuilder addCargoDetail(List<Cargo> cargos) {
    report.append("\n货物明细：\n");
    for (int i = 0; i < cargos.size(); i++) {
        Cargo cargo = cargos.get(i);
        report.append(i+1).append(". ")
              .append(cargo.getName()).append("（")
              .append(cargo.getId()).append("）：")
              .append(String.format("计费重量=%.2fkg，单价=%.1f元，费用=%.1f元",
                  cargo.getChargeableWeight(),
                  cargo.getUnitPrice(),
                  cargo.getShippingFee()))
              .append("\n");
    }
    return this;
}

public String build() {
    return report.toString();
}

}
五、技术挑战与创新解决方案
5.1 对象协作的优化
最初的对象协作存在"上帝对象"问题，主程序承担了过多职责。通过引入"领域驱动设计"思想，我重新划分了职责边界：

Customer类：专注于客户身份验证和信息管理

Cargo类：成为智能业务实体，封装所有货物相关逻辑

Order类：作为领域服务，协调业务流程

Flight类：管理航班资源和容量控制

5.2 计算逻辑的重构
运费计算经历了三次迭代：

初级版：简单if-else结构

中级版：策略模式雏形

高级版：完全的策略模式实现，支持动态规则加载

5.3 数据完整性的保障
开发了多层验证机制：

前端验证：输入格式检查

业务验证：逻辑合理性检查

持久层验证：数据一致性检查

六、测试策略与质量保证
采用了分层测试方法：

单元测试：覆盖所有核心算法

集成测试：验证对象协作

系统测试：完整业务流程验证

特别设计的边界测试案例：

极轻但体积巨大的货物（如充气玩具）

极重但体积小的货物（如金属零件）

刚好处于重量分界点的货物

多件货物组合刚好达到航班载重极限的情况

七、设计原则的实践心得
单一职责原则：每个类只做一件事，如Cargo类只关注货物相关逻辑

开闭原则：运费计算策略可扩展而不修改原有代码

里氏替换原则：未来可扩展特殊货物类型而不影响系统稳定性

接口隔离原则：定义细粒度的接口，如ICargoCalculator

依赖倒置原则：高层模块不依赖低层细节，通过抽象交互

八、未来演进路线图
架构升级：从单体向微服务架构演进

智能定价：引入机器学习算法动态调整运费

可视化分析：集成大数据可视化工具

物联网集成：支持货物追踪传感器数据接入

区块链应用：探索运单的分布式存证

九、项目总结与职业思考
通过航空货运管理系统的开发，我不仅掌握了面向对象的设计技巧，更培养了对复杂业务系统进行分析和建模的能力。这个项目让我认识到，优秀的软件设计应当：

准确反映业务领域的本质

具备良好的适应性和扩展性

在复杂性和简洁性之间取得平衡

为未来的演进预留空间

这次实践经历让我对软件工程师的角色有了更深的理解——我们不仅是代码的编写者，更是业务问题的解决者和价值创造者。在未来的学习和职业发展中，我将继续深化对软件设计原则的理解，努力打造更加优雅、健壮和可维护的系统。