编程学习之旅：电梯调度作业迭代心得

 

前言

在编程学习的漫漫长路中，单词电梯调度问题的三次迭代作业，恰似三座巍峨的里程碑，横亘在前行的方向上，满是挑战。

首次作业，聚焦于搭建电梯调度的基础逻辑框架，从无到有地构建起电梯运行的基本规则体系。紧接着，第二次作业引入单一职责原则，如同为代码大厦添砖加瓦，对类进行精细拆分，使代码结构更为清晰合理。而第三次作业，则在第二次的稳固根基之上，进一步深化，着重处理乘客类之间复杂的交互逻辑。

每一次迭代，都如同一把重锤，锤炼着我的编程思维与面向对象设计能力。这不仅让我在代码实现的技巧上不断突破自我，更引领我深入探索软件开发中设计原则与逻辑优化的精妙之处。通过这一系列作业，我深切领悟到，编程绝非只是代码的机械堆砌，而是一场对问题进行系统剖析、逻辑梳理以及架构设计的深度综合实践。

过程

第一次电梯

在首次作业里，核心任务是设计一个电梯类。这个类涵盖了电梯的关键属性，如最大楼层数、最小楼层数（默认从 1 层起始）、当前楼层、运行方向、运行状态，以及电梯内部乘客请求队列和电梯外部楼层乘客请求队列，且电梯外部请求队列需严格区分上行与下行。

电梯运行规则细致而严谨：初始时，电梯默认停靠在 1 层，处于静止状态。一旦有乘客发起请求，无论是楼层外按下上行或下行按钮，还是电梯内按下目标楼层按钮，电梯便即刻启动。运行时，它优先处理同方向的请求，待同方向请求全部处理完毕，才会转向处理相反方向的请求。运行状态包含停止、移动中、开门、关门等。电梯停止时，若有新请求，会依据请求方向与位置确定移动方向；每运行到一层，会检查是否存在请求，进而决定后续移动方向；每移动一层，也会检查是否需停靠，若有则开门处理请求，随后关门继续前行。

为实现这一过程，需使用键盘模拟乘客请求输入，同时要妥善处理无效请求，像超出大楼最高或最低楼层的请求。并且，还得考虑电梯空闲状态，即无请求时保持在当前楼层。

此次作业主要考验对队列分析的理解与运用，通过编写 Java 程序，设计电梯类，涵盖状态管理、请求队列管理以及调度算法，并运用测试用例模拟不同请求顺序，检验电梯行为是否契合预期，例如是否优先处理同方向请求、能否在移动中处理顺路请求等。为降低编程难度，采用串行处理请求方式，即电梯按序响应请求队列中的请求。

第二次电梯

基于类图分析，我初步勾勒出代码的大致轮廓。然而，在细节处理方面，仍存在诸多亟待完善之处。此次作业是对第一次作业的升华，在遵循单一职责原则的指引下，将电梯相关功能进一步细分到不同类中，让代码结构更为规整，职责划分更为明确。但实际操作中，我发现自己对一些边界情况的处理还不够精准，部分逻辑的衔接也略显生硬，这都为后续的优化改进指明了方向。

第三次电梯

第三次作业在第二次的基础上持续迭代。此次迭代着重于乘客类的复杂交互逻辑。随着乘客类的引入，输入输出方式也发生了变化，这使得电梯调度的逻辑变得更为复杂。不仅要考虑电梯自身的运行规则，还要兼顾乘客的各种行为和请求之间的关联。在这一过程中，我不断调试代码，优化逻辑，力求让电梯在处理乘客请求时更加高效、合理。

代码剖析

代码规模与结构

“Main.java”文件共 386 行，包含 208 条语句，规模处于中等水平。代码中仅有 2 个类和接口，结构相对简洁，类层次关系不复杂，理解类的职责划分难度较低。不过，较多的行数与语句数，给后续逻辑梳理带来一定挑战，维护时需花费更多精力。

方法特性剖析

每个类平均拥有 15.50 个方法，这表明类承担的功能丰富，但也可能违背单一职责原则。后续可考虑进一步拆分功能，以增强代码的可维护性与扩展性。方法平均含 6.52 条语句，长度适中，利于阅读与维护。其中，最复杂的方法是“Main.main()”，位于 352 行，最大复杂度为 2 。作为程序入口，其业务逻辑可能较为繁杂，需重点优化，以降低复杂度。

分支与注释情况

分支语句占比 21.6%，这意味着代码中存在一定数量的条件判断与循环结构，在测试时需确保不同分支都能被有效覆盖。而带注释的行仅占 7.0%，注释比例过低。代码注释在理解逻辑功能方面至关重要，尤其在团队协作与后期维护时，当前极低的注释比例会给代码理解造成较大困难，亟需增加注释量。

复杂度综合考量

从 Kiviat 图及相关数据来看，整体代码复杂度并非极高，但“Main.main()”方法复杂度为 2，仍有优化空间。通过重构等手段降低复杂度，可有效提升代码质量。Kiviat 图和柱状图能直观呈现各指标相对位置，尽管部分数值标注不够详尽，但仍有助于从整体趋势了解代码各项指标表现，辅助分析代码质量。

思考

面向对象设计的深入理解

三次电梯调度作业，宛如一场面向对象编程的深度修行。从最初对电梯类的简单设计，到严格遵循单一职责原则进行类的精细拆分，我对面向对象编程有了更为深刻的领悟。单一职责原则强调一个类专注于一项功能，这使得代码结构愈发清晰，可维护性大幅提升。例如，将电梯的属性、运行逻辑、请求处理等功能分散至不同类中，有效规避了一个类承担过多职责导致的代码臃肿与复杂。这让我明白，合理的类设计是构建高质量程序的坚实基石。

问题解决与逻辑优化

电梯调度逻辑的实现，是作业的核心攻坚点。从最初对电梯运行规则的懵懂，到逐步掌握优先处理同方向请求、合理切换运行方向等策略，我学会了将实际问题巧妙转化为编程逻辑。其间，不断调试、分析与优化代码，比如调整请求队列管理方式、优化电梯停靠和方向切换判断条件，以此提升电梯运行效率与合理性。这让我深知，解决复杂问题需秉持耐心、细致思考，且要善于从失败中汲取经验，循序渐进完善解决方案。

代码质量与可维护性

通过对代码复杂度、注释量和代码规模等维度的剖析，我深刻认识到代码质量的重要性。低复杂度代码虽易于理解，但可能难以满足复杂业务需求；而适当增加注释、合理把控代码规模，能显著提升代码可读性与可维护性。在今后编程中，我将更加注重这些方面，严格遵循良好编码规范，让代码不仅功能完备，更易于他人理解与维护。

反思

学习过程中的困难与挑战

作为 Java 编程新手，第一次电梯作业堪称巨大挑战。对电梯运行逻辑的陌生，致使我耗费大量时间调试，却屡遭失败，这充分暴露了我在编程基础知识与问题分析能力上的短板。后续作业虽积累了一定经验，但面对新变化与要求，依旧力不从心。比如第三次作业中乘客类的引入及输入输出方式的改变，又让我陷入困境，这表明我对新知识的吸收与应用能力亟待提升。

自身存在的不足

在代码设计与实现过程中，我暴露出诸多问题。首先，对单一职责原则贯彻不够到位，导致类间耦合度偏高，增加了代码修改与维护难度。其次，代码注释严重匮乏，极大影响了代码可读性，给代码理解造成阻碍。此外，处理复杂逻辑时，缺乏系统性思考，易出现逻辑漏洞与代码重复问题。这些不足不仅影响作业质量，更制约了我编程能力的进阶。

改进方向与未来计划

针对上述问题，我制定了清晰的改进规划。未来编程学习中，我将着重学习与应用设计原则，深入领会面向对象编程思想，提升代码设计水准。同时，养成良好编码习惯，增加注释量，提高代码可读性与可维护性。面对复杂问题，先进行全面系统分析与规划，再着手编码，避免盲目开发。此外，我会强化新知识的学习与实践，提升学习能力与应变能力，从容应对未来编程挑战。