第三次Blog作业

第三次Blog作业
前言
初接触这门 Java 课程时，线上学习的模式让我得以通过学堂在线平台快速勾勒出知识框架。课程不仅系统讲解了 Java 的基础概念，还深入剖析了核心设计思想与实验流程，为入门搭建了清晰的认知路径。随着线下授课的展开，线上线下的协同教学模式如同双轨并行，让基础知识的根基愈发牢固。课程作业依托 PTA 平台布置，11 次题目集紧密贴合教学进度，形成了 “即学即练” 的实践闭环。其中迭代题的设计颇具挑战性，像电梯调度问题的第一版实现就曾让我陷入困境，后来通过拆解问题逻辑、反复推敲规律才逐步突破。而航空货运管理系统的迭代虽相较简单，但多态等新知识的融入又让我经历了从困惑到贯通的学习历程。5 次实验则将知识应用推向更深层次，尤其是 “动物进入容器” 实验中，JavaFX 动画与交互编程的陌生领域曾让我举步维艰，所幸通过翻转课堂的主动学习模式，在讲台分享中深入理解了 FX 组件的运作机制，最终顺利完成了实验目标。

面向对象技术总结
（1）封装
学习收获：封装的核心在于将数据与操作逻辑捆绑，隐藏内部实现细节，仅通过接口对外提供服务。在电梯调度系统中，我将电梯的运行状态（当前楼层、方向）及请求处理逻辑封装在Elevator类中，通过getter/setter严格控制数据访问，避免外部直接修改导致状态紊乱。在航空货运系统中，货物的重量计算逻辑（如体积重与实际重的比较）被封装在Goods类及其子类中，外部仅能通过getFinalWeight()获取计费结果，确保业务逻辑的一致性。
实践反思：早期设计中，Elevator类的run()方法混杂了请求调度、状态更新和日志输出等功能，违背单一职责原则，导致方法复杂度高达 33。此外，航空货运系统初期未对货物尺寸、重量进行合法性校验，当输入非法数据时易引发程序异常，暴露了封装层面的校验缺失。
（2）继承
学习收获：继承通过子类复用父类属性与方法，实现代码的扩展与复用。在点线面几何问题中，抽象父类Element定义display()方法，Point与Line子类继承后各自实现显示逻辑，避免了重复编码。航空货运系统中，Goods抽象类派生出OrdinaryGoods（普通货物）、DangerousGoods（危险货物）等子类，通过重写finalWeight()方法实现不同货物的计费规则，体现了 “共性抽取、个性扩展” 的设计思想。
认知误区：魔方问题中曾错误地将Solid类型强制转换为Cube类型，引发类型转换异常，本质是对继承体系中类型兼容性理解不足。此外，为追求复用而过度使用继承，导致类层级过深（如SpecialGoods多层继承Goods），增加了代码维护难度。
（3）多态
学习收获：多态使同一操作在不同对象上产生差异化行为。点线面问题中，通过Element类型引用调用display()方法，自动委派至Point、Line等子类的具体实现。航空货运的支付模块中，PaymentWay抽象类定义支付接口，AlipayPayment、WechatPayment等子类实现不同支付逻辑，客户端代码可统一通过接口调用，无需关心具体实现，体现了 “接口抽象、实现分离” 的设计优势。
应用短板：初期常因方法签名不匹配（如返回值类型不一致）导致多态失效，对父类与子类方法重写的规则掌握不扎实。此外，在电梯请求处理中，未能充分利用多态处理不同类型请求（如紧急请求与普通请求），仍依赖if-else分支判断，代码扩展性受限。
（4）抽象类
学习收获：抽象类通过抽象方法强制子类遵循接口规范，同时提供部分实现以复用代码。Element抽象类定义display()抽象方法，确保所有子类必须实现图形显示逻辑；Goods抽象类要求子类重写finalWeight()方法，保证计费规则的统一接口。这种 “模板化” 设计在雨刷系统重构中尤为显著，不同类型雨刷通过继承抽象基类共享核心逻辑，同时扩展特有功能。
设计缺陷：曾混淆抽象类与接口的应用场景：在支付方式设计中，误用抽象类而非接口，导致无法支持多继承场景（如同时实现PaymentWay与Discountable接口）。此外，抽象类的接口设计有时未预留足够扩展点，如Goods抽象类未考虑未来新增货物类型的特殊属性，导致子类扩展时需修改父类代码。
（5）接口
学习收获：接口定义行为契约，实现类必须履行全部方法声明，是松耦合设计的关键。雨刷系统重构中，通过接口规范各组件（如电机、控制器）的交互行为，使模块间依赖于抽象而非具体实现。航空货运的支付模块虽未直接使用接口，但策略模式（PaymentWay抽象类）本质上模拟了接口功能，新增支付方式时只需实现接口，符合开闭原则。
应用局限：对接口的应用停留在基础层面，未充分利用其多继承优势（如Flyable & Swimmable接口组合）。接口粒度设计也存在问题：部分接口包含过多方法（如GoodsService接口同时定义计费、存储、运输方法），违背接口隔离原则，增加了实现类的复杂度。
（6）集合框架
学习收获：Java 集合框架提供高效的数据结构与算法，简化数据管理。电梯调度中使用ArrayList管理内外请求队列，通过add()、remove()实现请求的动态维护；几何图形系统用ArrayList存储点线面对象，结合迭代器实现批量遍历。航空货运系统则利用集合存储货物列表、航班信息，借助HashMap实现货物编号到货物对象的快速映射。
性能优化不足：对集合高级特性（泛型、Comparator、并行流）使用有限，如电梯请求队列未使用泛型约束请求类型，导致类型安全隐患。在选择集合类型时未充分考虑业务场景：货物查询频繁的场景中仍使用ArrayList而非HashSet，查找效率低下。
（7）异常处理
学习收获：异常处理机制提升程序健壮性，通过捕获运行时错误避免程序崩溃。航空货运系统中对货物重量（如负数）、尺寸（非正数）进行合法性校验，若输入非法则抛出IllegalArgumentException；电梯调度过滤非法楼层请求（如负楼层），防止无效数据干扰系统逻辑。
意识薄弱点：早期作业缺乏异常处理意识，电梯输入模块未过滤非法字符，导致程序因NumberFormatException崩溃。此外，异常处理方式粗放：部分场景仅用try-catch包裹代码块却未做具体处理，或直接抛出Exception而非细分异常类型，不利于错误定位与修复。
（8）JavaFX
学习收获：JavaFX 提供富客户端开发能力，在 “动物进入容器” 实验中，通过Button、Canvas等组件实现交互界面，结合事件监听（如点击按钮触发动物移动）与动画过渡（TranslateTransition）展示动态效果。翻转课堂的讲解实践让我深入理解了Scene布局、FXML加载等基础机制，掌握了简单动画的实现逻辑。
技术瓶颈：仅停留在基础组件使用，对复杂布局（如GridPane嵌套）、数据绑定（ObservableList）等高级特性理解不足。实验中面对 JavaFX 代码时，因缺乏对Stage生命周期、事件冒泡机制的认知，常出现界面响应异常，需进一步系统学习。

踩坑心得

1. 基础语法与逻辑构建的盲区
   电梯调度的初始困境：首次尝试电梯调度程序时，在 main 函数中堆砌了近 200 行代码，逻辑交织如同乱麻，连自己复盘时都难以理清执行脉络。这让我深刻意识到，面向对象编程必须先建立清晰的类结构设计，后续将状态与行为封装进 Elevator 类后，代码的可读性与可维护性显著提升。
   迭代开发的策略误区：电梯迭代题第二版开发时，错误地采取了推倒重来的策略，两天时间耗费在重复编码中。后来才领悟到 “增量开发” 的精髓 —— 应先确保原有功能的稳定性，再逐步叠加新需求，盲目重构只会在 Deadline 压力下加剧开发风险。
2. 面向对象思维的转型挑战
   继承关系的误用陷阱：在航空货运系统设计中，为追求代码复用让危险货物类继承普通货物类，却因特殊业务规则的冲突导致父类逻辑紊乱。这一教训让我明白，“组合优于继承” 的设计原则更为实用，多用 “has - a” 关联关系而非强制 “is - a” 继承关系。
   多态应用的浅层实践：支付模块初期开发时，在管理类中使用大量 if - else 判断支付方式，代码扩展性极差。重构时引入策略模式与接口机制后，新增支付方式只需实现接口即可，真正体会到 “面向接口编程” 带来的灵活性。

通过课程学习与项目实践，我对封装、继承、多态等面向对象核心概念的理解从理论层面过渡到了应用层面，能够在电梯调度、航空货运等系统中合理运用抽象类、接口与集合框架进行模块设计。在复杂项目开发中，尝试遵循单一职责、开闭原则等设计规范，逐步提升代码的可维护性。但在 JavaFX 高级特性运用、异常处理机制完善、集合框架深度应用等方面仍存在明显短板，需要通过系统性学习与更多项目实践来弥补。

改进建议及总结
设计模式深化：重点研究工厂模式、观察者模式等常用设计模式，理解其在复杂系统中的应用场景，通过实际项目练习提升架构设计能力，降低模块间的耦合度。
JavaFX 进阶学习：以 FXML 布局与数据绑定为切入点，深入探索 JavaFX 的动画引擎与自定义组件开发，结合案例实践掌握复杂界面的布局策略，提升 GUI 应用的交互体验设计能力。
异常处理体系化构建：系统学习 Java 异常体系，建立规范的异常处理流程，针对输入校验、资源释放等场景设计定制化异常类，增强程序在边界条件下的稳定性。
集合框架高级特性应用：深入掌握泛型擦除机制、Comparator 函数式接口及并行流处理等技术，根据业务场景选择最优集合类型（如 ConcurrentHashMap 用于高并发场景），提升大数据量处理效率。
通过课程学习与项目实践，我对封装、继承、多态等面向对象核心概念的理解从理论层面过渡到了应用层面，能够在电梯调度、航空货运等系统中合理运用抽象类、接口与集合框架进行模块设计。在复杂项目开发中，尝试遵循单一职责、开闭原则等设计规范，逐步提升代码的可维护性。但在 JavaFX 高级特性运用、异常处理机制完善、集合框架深度应用等方面仍存在明显短板，需要通过系统性学习与更多项目实践来弥补。这门课程如同面向对象编程的启蒙之旅，从语法夯实到架构设计，从单一功能实现到复杂系统集成，每一次作业与实验都是认知迭代的契机。尽管在学习过程中频繁遭遇思维瓶颈，但通过拆解问题、重构代码、总结规律的循环实践，逐渐建立起面向对象的编程思维。未来需以更系统的学习计划填补技术盲区，在实际项目中锤炼代码设计能力，让面向对象的思想真正融入软件开发的全流程。