第三次Blog作业——对本门课程的总结
前言
在本学期面向对象程序设计的学习过程中，完成许多任务了：
- PTA作业：前三次题目集主要是对程序设计基础知识的回顾。到第四次题目集，接触到类的概念并开始了我人生中第一次类设计。从第五次到第七次题目集是对单部电梯调度程序的设计和迭代，第八次和第九次题目集是对航空货运管理系统的设计和迭代。最后两次题目集则是到了集合框架和期末复习。
- Blog作业：分别是对PTA作业中的程序设计与迭代的总结，和本次作业对整门课程的总结。
- 实验：实验一主要是Java环境的安装和测试，实验二到四是对大象装冰箱程序的不断迭代和设计，实验五是使用JavaFX技术为大象装冰箱程序引入图形界面。
- 线上课程以及线下课程：对使用Java进行面向对象程序设计的知识进行讲解。
面向对象技术总结
一、封装
核心思想：将数据与操作数据的方法绑定在一起，隐藏内部实现细节，仅暴露必要的接口。
实现方式：
访问修饰符：
- private：仅当前类可见（最严格的封装）。
- public：全项目可见。
- protected：同包或子类可见。
- 默认（无修饰符）：同包可见。
getter/setter 方法：
通过公共方法访问和修改私有属性。
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class Point
{
private double x;
private double y;
public Point()
{
x = 0;
y = 0;
}
public Point(double x, double y)
{
this.x = x;
this.y = y;
}
public double getX()
{
return x;
}
public void setX(double x)
{
this.x = x;
}
public double getY()
{
return y;
}
public void setY(double y)
{
this.y = y;
}
public void dispaly()
{
System.out.printf("(%.2f,%.2f)\n" , x, y);
}
}
二、继承
核心思想：子类继承父类的属性和方法，实现代码复用。
关键特性：
关键字：extends（Java 只支持单继承）。
构造函数调用：子类构造函数默认调用父类无参构造（super()）。
方法重写（Override）：子类可覆盖父类方法，需满足：
- 方法名、参数列表、返回类型完全一致。
- 访问修饰符不能比父类更严格。
super 关键字：访问父类的属性或方法。
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class Lion extends Animal
{
public Lion(String name, int weight, int height)
{
super(name, weight, height);
}
@Override
public void cry()
{
System.out.println(getName() + "：怒吼一声");
}
@Override
public int getAttackPower()
{
return 1;
}
}
继承是 “is-a” 关系（如 Dog is-a Animal）。
父类的private成员无法被继承。
三、多态
核心思想：同一操作作用于不同对象，产生不同的执行结果。
两种形式：
编译时多态（静态多态）：
通过方法重载（Overload）实现。
- 要求：方法名相同，参数列表不同（类型 / 顺序 / 数量）。
运行时多态（动态多态）：
- 通过方法重写和父类引用指向子类对象实现。
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Animal animal = new Lion(); // 父类引用指向子类对象
animal.cry(); // 调用Lion的cry()方法（动态绑定）
优势：
- 提高代码扩展性（如新增子类无需修改调用方代码）。
- 实现接口复用，降低耦合度。
四、抽象类
定义：
包含abstract关键字的类，不能直接实例化。
特点：
- 可包含抽象方法（无方法体，需子类实现）和普通方法。
- 子类必须实现所有抽象方法（除非子类也是抽象类）。
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abstract class Cargo implements Ratable
{
private int id;
private String name;
private double length;
private double width;
private double height;
private double grossWeight;
public Cargo()
{
}
public Cargo(int id, String name, double length, double width, double height, double grossWeight)
{
this.id = id;
this.name = name;
this.length = length;
this.width = width;
this.height = height;
this.grossWeight = grossWeight;
}
public int getId()
{
return id;
}
public void setId(int id)
{
this.id = id;
}
public String getName()
{
return name;
}
public void setName(String name)
{
this.name = name;
}
public double getLength()
{
return length;
}
public void setLength(double length)
{
this.length = length;
}
public double getWidth()
{
return width;
}
public void setWidth(double width)
{
this.width = width;
}
public double getHeight()
{
return height;
}
public void setHeight(double height)
{
this.height = height;
}
public double getGrossWeight()
{
return grossWeight;
}
public void setGrossWeight(double grossWeight)
{
this.grossWeight = grossWeight;
}
public double getVolumeWeight()
{
return length * width * height / 6000;
}
public double getFeeWeight()
{
return Math.max(grossWeight, getVolumeWeight());
}
public double getCost()
{
return getFeeWeight() * getRate();
}
}
class NormalCargo extends Cargo
{
public NormalCargo()
{
}
public NormalCargo(int id, String name, double length, double width, double height, double grossWeight)
{
super(id, name, length, width, height, grossWeight);
}
@Override
public double getRate()
{
if (getFeeWeight() < 20)
{
return 35;
}
else if (getFeeWeight() < 50)
{
return 30;
}
else if (getFeeWeight() < 100)
{
return 25;
}
else
{
return 15;
}
}
}
五、接口
定义：
使用interface关键字，本质是特殊的抽象类（全是抽象方法）。
特点：
- 接口中的属性默认是public static final。
- 子类用implements实现接口，需实现所有抽象方法。
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interface Ratable
{
double getRate();
}
六、集合框架
核心架构：以java.util包为核心，分为Collection和Map两大体系。
1. Collection 体系（存储单个元素）
List 接口：有序、可重复，实现类包括：
- ArrayList：基于数组，随机访问快，增删慢。
- LinkedList：基于链表，增删快，随机访问慢。
- Vector：线程安全（已过时，推荐CopyOnWriteArrayList）。
Set 接口：无序、不可重复，实现类包括：
- HashSet：基于哈希表，查询快，插入顺序不保留。
- TreeSet：基于红黑树，元素有序（需实现Comparable）。
- LinkedHashSet：保留插入顺序，结合哈希表和链表。
- Queue 接口：队列（先进先出），实现类如LinkedList、PriorityQueue。
2. Map 体系（存储键值对）
- HashMap：基于哈希表，查询和修改效率高（非线程安全）。
- TreeMap：基于红黑树，键有序（需实现Comparable）。
- ConcurrentHashMap：线程安全的高效 Map（Java 8 后用分段锁优化）。
- Hashtable：线程安全（已过时，不推荐）。
常用操作：
- 遍历：for-each、迭代器（Iterator）、Lambda 表达式（Java 8+）。
- 泛型：List
、Map<Integer, Object>，避免类型转换异常。
七、异常
异常是程序运行时的错误，Java 通过try-catch-finally和throws机制处理。
异常分类：
- Checked Exception：必须显式处理（如IOException）
- Unchecked Exception：继承自RuntimeException（如NullPointerException）
- Error：系统级错误（如OutOfMemoryError）
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public static void savePaid(OrderManager orderManager)
{
try (FileWriter writer = new FileWriter("order_manager.txt", true))
{
writer.write(orderManager.toString());
writer.write(System.lineSeparator());
}
catch (IOException e)
{
e.printStackTrace();
}
}
八、JavaFX
核心组件：
- 控件：Button、TextField、TableView、Chart等。
- 布局：BorderPane、HBox、VBox、GridPane。
- 事件处理：Lambda 表达式或匿名内部类（如button.setOnAction(e -> System.out.println("Clicked"))）。
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import javafx.application.Application;
import javafx.geometry.Insets;
import javafx.geometry.Orientation;
import javafx.scene.Scene;
import javafx.scene.control.*;
import javafx.scene.layout.*;
import javafx.scene.paint.Color;
import javafx.scene.text.Font;
import javafx.scene.text.Text;
import javafx.stage.Stage;
public class Main extends Application
{
public static void main(String[] args)
{
launch(args);
}
@Override
public void start(Stage primaryStage)
{
primaryStage.setTitle("JavaFX Slider 功能演示");
BorderPane root = new BorderPane();
root.setPadding(new Insets(20));
// 创建顶部标题
Text title = new Text("JavaFX Slider 功能演示");
title.setFont(Font.font("Arial", 24));
title.setFill(Color.DARKBLUE);
HBox titleBox = new HBox(title);
titleBox.setPadding(new Insets(0, 0, 20, 0));
titleBox.setAlignment(javafx.geometry.Pos.CENTER);
root.setTop(titleBox);
// 创建滑块演示区域
VBox sliderDemoBox = new VBox(20);
sliderDemoBox.setPadding(new Insets(20));
sliderDemoBox.setBorder(new Border(new BorderStroke(Color.LIGHTGRAY, BorderStrokeStyle.SOLID, CornerRadii.EMPTY, BorderWidths.DEFAULT)));
// 水平滑块
Label basicSliderLabel = new Label("水平滑块:");
Slider basicSlider = new Slider(0, 100, 50);
// basicSlider.setShowTickLabels(true); // 显示刻度
// basicSlider.setShowTickMarks(true); // 显示刻度线
// basicSlider.setMajorTickUnit(20); // 设置主刻度间隔
// basicSlider.setMinorTickCount(4); // 设置每个主刻度间的小刻度数量
Label basicSliderValueLabel = new Label("当前值: " + basicSlider.getValue());
// 观察者模式获取Slider的值
// basicSlider.valueProperty().addListener((observable, oldValue, newValue) ->
// {
// basicSliderValueLabel.setText("当前值: " + String.format("%.1f", newValue.doubleValue()));
// });
VBox basicSliderBox = new VBox(10, basicSliderLabel, basicSlider, basicSliderValueLabel);
// 垂直滑块
Label verticalSliderLabel = new Label("垂直滑块:");
Slider verticalSlider = new Slider(0, 30, 15);
// verticalSlider.setOrientation(Orientation.VERTICAL); // 设置为垂直滑块，默认值为HORIZONTAL
// verticalSlider.setShowTickLabels(true); // 显示刻度
// verticalSlider.setShowTickMarks(true); // 显示刻度线
// verticalSlider.setMajorTickUnit(10); // 设置主刻度间隔
// verticalSlider.setMinorTickCount(1); // 设置每个主刻度间的小刻度数量
HBox verticalSliderBox = new HBox(20, verticalSliderLabel, verticalSlider);
verticalSliderBox.setAlignment(javafx.geometry.Pos.CENTER_LEFT);
// 添加所有滑块演示到主区域
sliderDemoBox.getChildren().addAll(basicSliderBox, verticalSliderBox);
root.setCenter(sliderDemoBox);
Scene scene = new Scene(root, 600, 800);
primaryStage.setScene(scene);
primaryStage.show();
}
}
踩坑心得
一、冷静和耐心
写PTA熬到深夜，代码始终跑不通。
这不是我一个人的经历，许多同学也有共同的体验。究其原因，不仅仅是审题和题目难度的问题，还有在一次又一次的失败面前红温，最终失去耐心，进行着没有意义的尝试。面对难题，清醒的头脑和百折不挠的耐心是很重要的品质。
二、合理的设计
对于一个需要不断迭代的项目来说，一个合理的设计非常重要。
在我一开始设计类的时候，这一点就做的非常不好。比如单部电梯调度程序，根本就没有设计，先写代码，然后拿着代码生成类图，结果生成了一团蜘蛛网
这对于后续的迭代造成了极大的困难。
改进建议及总结
建议
- 希望提交实验不要手敲代码，这真的太折磨了。虽然代码可以复制上一次的实验，但是实验提交系统的用户体验实在是太糟糕了，没有ide的自动补全和错误提示也就算了，甚至连显示空白字符的功能也没有。不仅如此，在这个实验提交系统上打字也很不舒服，用起来还不如记事本。
- 希望线上课程的作业部分的答案能够合理一些，比如答案是"final"和"static"，输入是"static"和"final"，还有答案是"super()";，输入是"super()"。这种情况都能被判错误。
- 希望实验指导书的内容能够具体一些，有的地方指导书要求实现每个功能，但这个功能应该用在什么地方却没有提及，经常搞得人一头雾水。
总结
本学期的面向对象程序设计学习，是从基础语法到复杂系统设计的全面进阶。从最初通过 PTA 题目集回顾 Java 基础，到逐步接触类设计、电梯调度与航空货运系统的迭代开发，每一次作业和实验都推动着对封装、继承、多态等核心思想的理解从理论走向实践。印象最深的是在单部电梯调度程序中，因初期类设计不合理导致的代码混乱，让我深刻认识到面向对象设计中 “高内聚、低耦合” 的重要性；而 JavaFX 图形界面的开发，则让我体会到面向对象思想在跨领域应用中的灵活性。
实验与 Blog 作业的结合，帮助我将碎片化的知识系统化 —— 从大象装冰箱程序的迭代到航空货运系统的架构设计，每一次总结都伴随着对代码逻辑的重新审视。尽管在 PTA 作业中多次因细节错误熬夜调试，也在实验提交系统中遇到过操作不便的问题，但这些挑战反而强化了查错能力和耐心。如今再回顾最初生成的 “蜘蛛网” 类图，更能感受到从 “面向过程” 到 “面向对象” 思维转变的价值。这门课程不仅夯实了 Java 编程基础，更培养了我用系统化思维解决复杂问题的能力，为后续软件开发学习奠定了坚实基础。
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