前三次作业总结
一、前言
在这三次题目集中，最后一题都是关于答题判题程序的代码，这些题目要求在符合特定格式约束的条件下，根据输入信息准确判断答题结果。对我而言，这类题目难度颇高，我在编写过程中经常陷入逻辑混乱，不得不进行大量的修改和调整。
第一次题目主要引导我使用面向对象的方法来解决问题，让我初步了解了类的设计、对象的创建以及方法的使用。第二次题目则增加了复杂性，要求处理更加复杂的输入格式和逻辑判断，同时还需要考虑错误处理和警告信息的输出。到了第三次题目，不仅增加了学生信息和答卷信息的处理，还要求实现删除题目信息的操作，这对我来说是个挑战。
以下是对这三次作业的详细分析。
二、设计与分析
第一次作业
UML类图设计：
（注：类图上省略了大多数的get、set方法，仅展示了相对主要的部分）
Topic类：表示单个题目，包含题号ID、内容content、标准答案standardAnswer。
- judge_answer(): 判断答案是否正确的布尔类型方法。
TopicPaper类：试卷类，表示题目的集合，包含题目列表、题目数量。
- addTopic(Topic topic)：向列表中添加一个新的主题。
- sortTopic()：对列表中的主题进行排序。
- getTopicById(int id)：根据提供的ID获取对应的主题信息
- judgeCorresponding(int topicNumber, String answer): 根据题目编号和答案判断是否匹配。
AnswerPaper类：答卷类，用于封装答题信息，包含试卷、答案列表、判题列表。
- addAnswer(String oneAnswer): 添加一个答案到answer列表。
- addResult(boolean oneResult): 添加一个结果到result列表。
- judge(): 判定答案是否正确。
- outputAll(): 输出所有的答案和结果。
Read类：表示读取器，主要负责输入数据的读入。
- inputAll(): 输入所有数据。
- getAnswerPaper(): 获取AnswerPaper对象。
第二次作业
UML类图设计：
- 试卷类增加了getTotalScore方法来计算试卷的总分。
- 答卷类新增了List
scores属性，用于存放分数，相应的增加了judg方法，在这里判断相应的得分并保存。 - Read类增加了存放警告信息和答卷内容的List列表，将处理后的数据收集起来集中输出。
这次类的设计和第一次作业一模一样，我没有去添加什么新的类，只是在原有类的基础上加了些方法和属性来完成要求。这里应该是需要稍作改进的，尤其是inputAll()这个部分，它被我写的非常庞大，其实它本来只是一个输入函数，拿来读取输入数据的，但我在这里让它执行了很多操作，各个数据的处理也在这里完成。虽然这样写短期内满足了功能需求，但实际上这种设计导致了代码结构的混乱，给我的第三次作业带来了非常大的麻烦，让我不得不在之后更改代码结构。
第三次作业
UML类图：
- 新增了Student类来表示学生信息。
- 在Read类中增加了处理学生信息、答卷信息和删除题目信息的逻辑。
以下为SourceMontor的生成报表内容：
![]()
可以看见大部分的方法的复杂度较低，主要集中在1到4之间，但其中main().inputReader.getAnswerSheets() 方法其复杂度达到了20，语句数51，最大深度7，且被调用了37次，在这个代码中，它负责处理大量的输入数据并对其分析，所以有复杂的逻辑。不过可以考虑将这部分再拆分一下，让它的功能更加简单化。
三、踩坑心得及改进
1. 第一次作业
这是我第一次要去采用面向对象的方法来解决问题，不知道这些类到底该怎么分，在这一次作业我的设计几乎完全是按照题目提示来的。在解决了输入流读取的问题后，我发现测试样例5的输出顺序总是反的。
public ArrayList<Topic> getTopicList() {
return new ArrayList<>(this.topicList);
}
public ArrayList<Topic> sortTopic() {
ArrayList<Topic> sortedTopic = new ArrayList<>(this.topicList);
Collections.sort(sortedTopic, Comparator.comparingInt(Topic::getID));
return sortedTopic;
}
一开始我的代码在输出部分使用getTopicList()获取题目组，此时若给出的输入中题号是无序的话，我的输出会完全按照输入顺序来，而不是根据序号输出，后加上一个排序方法让输出内容可以按照题号顺序输出。
2. 第二次作业
从这里开始我就没拿过满分了。这一次的题主要是两个地方的错，一个是输出警告的顺序，一个是读入数据。
读入数据的异常没什么好说的，主要就是不能使用空格分割，将其换成正则表达式就没什么问题了。
关于输出警告顺序，见以下输出样例：
alert: full score of test paper1 is not 100 points
alert: full score of test paper2 is not 100 points
3+2=~5~true
2+2=~22~false
7 0~7
2+2=~5~false
1+1=~4~false
answer is null
0 0 0~0
可以看见，题目要求不满100分的警告需要全部在最上面输出，同时答案为空的又要跟在题目内容后边。为了让alert可以全放在最上边输出，我定义了一个List用于存储所有警告信息，在这里判断并收集。
// 检查试卷总分是否为100并记录警告信息
if (paper.getTotalScore() != 100) {
alertMessages.add("alert: full score of test paper" + paperId + " is not 100 points");
}
理论上来讲，将这些收集到的警告信息放在input.close()后输出是可以达成这个目的的，但实际上，它们却被放在了最后面。因为我在执行读入数据操作的同时进行了这些数据的处理，直接就让它们输出了。之后我再次增加了一个List来收集所有答卷的信息，把这些需要输出的地方都挪到了Main函数里，这样问题算是解决了。
3. 第三次作业
这一次的作业直到现在我还没有调试完。由于这次的输入过于混乱，各种错误输入样例层出不穷，我的代码根本扛不住这样的错误测试。
题目中增加了一个“学生信息”的输入，包括学生的学号和姓名，同时答卷信息中也多了一个学号，最后还要有删除题目信息的操作。
在之前说过，我更改了读入数据这部分的结构，这是更改之后的代码：
private void processLine(String line) throws Exception {
if (line.startsWith("#N:")) {
handleNewQuestion(line);
} else if (line.startsWith("#T:")) {
handleNewTestPaper(line);
} else if (line.startsWith("#X:")) {
handleNewStudent(line);
} else if (line.startsWith("#S:")) {
handleNewAnswerSheet(line);
} else if (line.startsWith("#D:")) {
handleDeleteQuestion(line);
}
}
这里在判断完开始的两个字母后进入相应的执行操作，这些数据正确地分割存储都在handle方法中执行。在改完之后，我才成功地读到了输入的数据，终于不报非零返回了。不过 handleNewAnswerSheet(line)中有一些小问题，我在判断了这一行的输入属于"#S:"后就根据“#A”开始分割，而后直接提取了第一部分作为题号将其存储进答卷列表中，导致我的程序一直在报找不到对应题号的错。在调试中才发现程序把题号+学号一起存进了列表里，没能正确识别。
之后是答案的关联问题，我是根据题目顺序从 answerSheet 中提取答案的，但如果提供的答案顺序与题目顺序不一致，就会导致匹配失败，改进后增加了根据题号来提取该题的答案，通过题号来把答案与题目对应上，而不是仅仅依赖于对题目的顺序。
if (answerSheet.getAnswers() != null) {
for (String ans : answerSheet.getAnswers()) {
String[] answerParts = ans.split("-");
if (answerParts[0].equals(questionNumber)) {
answer = answerParts[1]; // 提取该题的答案
break; // 找到答案后跳出循环
}
}
}
好了，在这之后算是通过了第一个测试样例了。
接下来是错误样例测试，给出如下输入，要求答卷中的学号信息不在学生列表中，也要继续打印题目的得分结果。
#N:1 #Q:1+1= #A:2
#T:1 1-5
#X:20201106 Tom
#S:1 20201103 #A:1-5 #A:2-4
end
调整答案结果输出部分的逻辑，在处理每份答卷时调整输出顺序，这里是修改后的代码片段：
// 输出每道题的结果
for (String answerResult : answerResults) {
System.out.println(answerResult);
}
// 检查学生ID是否存在
…………
将输出每道题的结果这一部分拿出来放在检查学生ID之前，确保其答案照常输出。
除了这两个错误，这道题新要求的删除题目信息也有问题，不过这部分我依旧没有调试出来，现在还处于非零返回的报错中。
这几次实验中遇到的问题及解决总结如下：
- 输入格式问题：每次题目集的输入格式都有所不同，这导致我在读取数据时经常报错。为了解决这个问题，我使用了正则表达式来分割每一行的输入数据，确保数据的正确读入。
- 逻辑混乱问题：在处理复杂的逻辑判断时，我最初常常试图将所有逻辑都集中在一个方法中实现，但这样会导致方法过于庞大且难以维护，逻辑混乱不堪，一旦出现问题便难以迅速定位。需要尽量将复杂的逻辑拆分成多个小的方法，每个方法只负责一个具体的任务，这样在查找问题时逻辑也能够更加清晰，提高了代码的可读性和可维护性。
- 程序可读性问题：这几次的代码我都没有写相应的注释，让我在后续的代码阅读和分析中遇到了不少麻烦。之后我会尽量写一些详细的注释以便日后复盘分析。
四、总结
这三次作业中我遇到的一大难点就是对输入数据的读取，在处理这些数据时，我起初感到无所适从，因为题目中给出的数据格式多样且复杂，如何有效地提取出有用的信息成为了一个棘手的问题，不过在解决完这个后我也对正则表达式有了了解。此外，在这几次作业的引导下，我对分析题目，设计类图有了一定的心得。要想有效地解决复杂问题，首先需要对其进行深入的分析和拆解，明确问题的核心要求和边界条件。然后，通过设计类图来清晰地表达问题的解决方案，包括类的定义、类之间的关系以及类的行为等。这个过程不仅有助于我更好地理解问题，也提高了我的设计能力，至少以后再碰到这类复杂的问题能够有一点思路。
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