第二次Blog作业

一、前言
在近期的两次题目集（题目集8和题目集9）中，我们围绕“航空货运管理系统”进行了两次迭代开发，从基础功能实现到复杂业务逻辑扩展，逐步深入面向对象设计的核心思想。以下从知识点、题量及难度三个维度进行总结：

知识点覆盖

题目集8：

基础类设计：通过Customer、Cargo、Flight、Order等类的定义，掌握单一职责原则（SRP）。

数据封装：使用私有成员变量与公共访问方法实现数据隐藏。

简单运费计算：基于实际重量与体积重量的计费逻辑实现。

输入输出处理：通过Scanner类实现命令行数据的动态读取与格式化输出。

题目集9：

继承与多态：通过抽象类Cargo派生出NormalCargo、ExpediteCargo等子类，体现开闭原则（OCP）。

策略模式应用：不同支付方式（微信、支付宝）的折扣逻辑通过条件分支实现。

复杂运费规则：结合货物类型与客户类型动态计算运费，引入分层设计思想。

题量与难度

题量：两次题目均围绕同一系统展开，题目集8侧重基础功能实现，题目集9侧重扩展与重构，功能模块逐步增加。

难度对比：

题目集8（中等）：需处理多类数据交互，但逻辑较直接，适合巩固类设计与基础算法。

题目集9（较高）：需重构代码以支持继承与多态，并实现动态业务规则（如折扣、货物类型），考验设计能力。

二、设计与分析
题目集8设计分析
核心需求：实现货运订单的创建、载重校验及运费计算。

类结构与职责

Customer类：存储客户基本信息（姓名、电话），无复杂逻辑。

Cargo类：核心计费模块，包含计费重量计算（getChargeableWeight）及分段费率（getRate）。

Flight类：管理航班载重，提供载重校验方法（canAddOrder）。

Order类：聚合客户、货物及航班信息，输出订单详情。

关键代码分析

计费逻辑实现：

java
public double getChargeableWeight() {
return Math.max(weight, (width * length * height) / 6000);
}
通过直接计算体积重量与实际重量的最大值，逻辑简洁但缺乏扩展性。

分段费率设计：

java
public double getRate() {
double cw = getChargeableWeight();
if (cw < 20) return 35.0;
else if (cw < 50) return 30.0;
// ...
}
硬编码费率规则，违反开放封闭原则（新增费率需修改源码）。

类图与结构缺陷

plaintext
+----------------+ +----------------+
| Order | | Cargo |
+----------------+ +----------------+
| - customer |<>------| - id |
| - flight | | - name |
| - cargos | | - width |
+----------------+ | - length |
| - height |
+----------------+
问题：Cargo类承担过多职责（计费规则与数据存储耦合），导致后续扩展困难。

题目集9设计分析
核心需求：在题目集8基础上支持货物类型、支付方式及客户类型的影响。

改进设计

继承与多态：

java
abstract class Cargo {
public abstract double getRate();
}
class NormalCargo extends Cargo {
@Override
public double getRate() { return 30; }
}
通过抽象类分离货物类型与费率规则，支持未来新增货物类型。

支付策略实现：

java
public double getPaymentAmount() {
switch (paymentMethod) {
case "Wechat": return total * 0.9;
case "ALiPay": return total * 0.8;
}
}
虽未完全实现策略模式，但通过条件分支实现动态折扣计算。

类图优化

plaintext
+----------------+ +----------------+
| Order | | Cargo |
+----------------+ +----------------+
| - customer |<>------| <> |
| - cargos | +----------------+
| - flight | | +getRate() |
+----------------+ +----------------+
^ ^ ^
/ | \
+-------------+ +----------+ +-------------+
| NormalCargo | |Expedite | |Dangerous |
+-------------+ |Cargo | |Cargo |
| +getRate() | +----------+ +-------------+
+-------------+ | +getRate()| | +getRate() |
+----------+ +-------------+
优势：通过继承实现多态，符合开闭原则；Cargo类的职责单一化。

复杂度分析

方法圈复杂度：题目集8中Cargo.getRate()方法的圈复杂度为4（多个if-else分支），题目集9中通过多态降低至1。

类耦合度：题目集9中Order类依赖抽象Cargo，耦合度降低，模块独立性增强。

三、采坑心得
输入处理问题

问题描述：在题目集8中，未对输入格式（如日期、数字）进行校验，导致非法输入时程序崩溃。

测试用例失败：当输入非数字字符时，Scanner.nextDouble()抛出InputMismatchException，但代码未捕获异常。

解决方案：在题目集9中增加异常处理：

java
try {
double weight = scanner.nextDouble();
} catch (InputMismatchException e) {
System.out.println("输入必须为数字");
scanner.nextLine(); // 清空无效输入
}
继承设计缺陷

问题描述：题目集9中未将Customer类按类型（个人/集团）分层，导致折扣逻辑与Order类强耦合。

代码重复：若新增客户类型，需修改getPaymentAmount()方法，违反开闭原则。

改进方案：将客户类型抽象为父类，子类实现折扣计算：

java
abstract class Customer {
public abstract double applyDiscount(double amount);
}
class IndividualCustomer extends Customer {
@Override
public double applyDiscount(double amount) { return amount * 0.9; }
}
排序逻辑缺失

问题描述：题目集8中货物明细未按计费重量排序，输出顺序混乱。

测试结果：当输入多件货物时，输出顺序与输入顺序一致，不符合业务需求。

解决方案：在题目集9中引入排序：

java
cargos.sort((c1, c2) -> Double.compare(c2.getChargeWeight(), c1.getChargeWeight()));
四、改进建议
引入设计模式

策略模式：将支付折扣逻辑封装为独立策略类。

java
interface PaymentStrategy {
double applyDiscount(double amount);
}
class WechatStrategy implements PaymentStrategy {
@Override
public double applyDiscount(double amount) { return amount * 0.9; }
}
工厂模式：通过工厂类创建Cargo对象，避免switch-case。

java
class CargoFactory {
public static Cargo createCargo(String type, String id, ...) {
return switch (type) {
case "Normal" -> new NormalCargo(id, ...);
case "Expedite" -> new ExpediteCargo(id, ...);
default -> throw new IllegalArgumentException("无效货物类型");
};
}
}
增强输入验证

正则表达式校验：对日期、电话等字段进行格式验证。

java
if (!orderDate.matches("\d{4}-\d{2}-\d{2}")) {
throw new IllegalArgumentException("日期格式错误");
}
单元测试覆盖

JUnit测试用例：针对核心逻辑编写测试代码。

java
@Test
void testExpediteCargoRate() {
Cargo cargo = new ExpediteCargo("E1", "药品", 50, 50, 50, 10);
assertEquals(40, cargo.getRate());
}
五、总结
学习成果

面向对象设计能力：通过两次迭代，掌握了类设计、继承与多态的应用。

代码重构意识：认识到高内聚低耦合的重要性，学会通过抽象分离变与不变。

异常处理经验：理解输入校验与异常捕获对程序健壮性的影响。

待改进方向

设计模式深入：需进一步掌握工厂、策略等模式的实际应用场景。

测试驱动开发：缺乏单元测试习惯，需学习JUnit等工具提升代码质量。

课程建议

增加实战案例：通过电商、物流等真实项目案例讲解设计模式。

强化代码评审：通过小组互评发现设计缺陷，提升代码规范性。