OO第四单元总结——夏至

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一、总结本单元三次作业的架构设计

第一次作业

类图:

第一次作业的时候，我正在准备复习os考试，没时间研究架构，所以架构设计的非常烂orz。

没有把每一个UmlElement都抽象到具体的Class、Interaction、Operation，只是把他们全部都处理成了有儿子节点的TreeNode。这种写法实现起来很简单，建立树状结构很方便，而且层数很少，但是导致每次查询的复杂度都很高。每次查询，比如查询类的私有方法，我需要从一个HashMap里先用name查到这个类的id，在用id查到这个类的树节点，再查他的儿子节点。这样的查询方式就不如“一开始解析的过程就缓存好类的私有方法”的时间复杂度低了。

第二次作业

类图:

第二次作业加入了顺序图、状态图。如果还按照第一次作业那样不加区分地建树，查询会非常麻烦，而且也不符合面向对象的思想。

第二次作业吸取了第一次作业架构的优点，也弥补了缺陷：

  • 我把各种重要的Uml元素(比如class、region、stateMachine)单独建立了一个类作为适配器，然而他们其实都有相同的特征:都有自己的子节点，所以我就让他们都继承自第一次作业的TreeNode,这样很好的保留了第一次作业的优点，也解决了没有专用适配器的问题。
  • 并且让顶层的类继承自第一次作业的类，这样就可以保留第一次的代码了。

第三次作业

类图:

第三次作业与第二次的架构基本一样。我第三次作业仅仅增加了检查规则的部分代码，总体是沿用第二次作业的架构。

由于本次作业的时间复杂度要求不高，所以采用了暴力的对每个点都bfs的方法来查找环路，后来测试没有炸，说明助教对这种设计还是比较仁慈的。

二、总结自己在四个单元中架构设计及OO方法理解的演进

第一单元

  • 架构设计: 回看最开始第一次作业我写的程序忍不住发出笑声——input一个类，main一个类，output一个类。完全是面向过程的思路。所以第一单元是经历了一次重构的，设计了表达式-项-因子的层次，搭建了递归使用parser的架构。
  • oo方法：
    • 工厂模式：第一单元重点学习了工厂模式，即一个工厂负责生产各种对象。不过实际上我使用的只是处理输入解析的那种简单工厂模式，可能还有抽象工厂模式、静态工厂方法模式等没有尝试过,暑假尝试一下。
    • 异常处理:由于第一单元对于输入的解析会要求不对格式的输入要直接输出"Wrong Format",这种需求可以用抛出异常，在顶层接收异常并打印信息的方式来很好地解决。于是我自己定义了一个IllegalInputException来处理。

第二单元

  • 架构设计: 吸取了第一单元重构的教训，我从第一次作业开始就思考如何搭建一个能延续三次作业的架构。后来就是按照调度器和电梯的角度构建程序的，划分的职责是电梯负责送人，用look算法决定在哪一层停留，而调度器只管分派乘客的请求。这种职责划分延续了3次作业，还是很方便的。
  • oo方法:
    • 生产者-消费者模式:第二单元重点学习的是多线程的同步和互斥。而最经典的模型就是生产者-消费者模式了，采用wait、signalAll的方法保持线程安全。我实际上没有去自己写一个传送带类，而是直接采用java里面自带的线程安全容器。

第三单元

  • 架构设计:第三单元的架构，我其实谈不上是设计过的，只是按照官方给的接口去实现的，当代码多了或者有一个单独功能的模块(比如并查集和迪杰斯特拉算法)就单独开了一个类去实现。具体实现过程中，由于cpu时间的要求很紧张，我学习到了很多省时间的架构方法：
    • 比如在实例化一个hashMap或者hashSet的时候，先规定一个很大的容量，来减小之后扩容的时间损失，是空间换时间
    • 在查询的时候，可以缓存查询的信息，再下次查询的时候，如果没有更新，就可以直接把缓存的结果当成查询结果。
  • oo方法:
    • jml语言：jml是第三单元学习的重点，它帮助我们与产品经理沟通,更好的理解需求。同时也是一种契约，通过不变式、前置条件来约束代码实现的过程。

第四单元

  • 架构设计:第四单元的架构设计我是在边写的过程中边感悟出来的，第一次作业是懒人写法，一个TreeNode记录每个元素的子节点就完事了，这实际上是实现了一个功能最少的适配器（我当时没有意识到自己写了一个适配器）。第二单元重构的时候，突然领悟到可以让各种class、attribute、operation都继承这个TreeNode类，因为他们都有子节点，但是各个子类可以增加独有的方法。这样就实现了合理的层次划分。
  • oo方法:
    • uml语言:与jml一样，是一种建模语言，不过它更加直观，可以通过UML图的方式来展示各个建模对象之间的关系，帮助我们与产品经理沟通。我们学习了类图、状态图、顺序图。在starUML里面画图，可以真正的面向对象来建模了，有一种从码农升级为产品经理的感觉。
    • 适配器模式:这单元还重点学习了适配器模式，不过我感觉自己没有真正的理解，只是记得实验课给了2种实现方式，一种是通过接口，一种是通过实例化对象做属性。我一般还是采用后面这种的写法。

三、四个单元中测试理解与实践的演进

第一单元

主要是采用黑箱测试：

用python的xeger包自动生成表达式，并且用sympy.diff对生成的表达式求导，再把同学的java程序的求导结果输入judge.py程序进行一定范围内逐个数据点的比较，错误的时候就把原表达式写入一个WA.txt文件。

第二单元

由于第二单元我参加了研讨课，题目就是"如何进行有效测试"，助教让我学习了一下JUnit。

我从这开始才明白了，测试分为黑盒测试和白盒测试。

所以我第二单元我有黑盒测试:用自己的定时投放的评测机进行了本地测试。

也有白盒测试:

  • 用JProfiler的CPU Views功能,选择Thread status为All status，可以看到所有方法占用的CPU时间，它显示的是调用树，能发现哪个方法CPU时间太长来检测自己是否暴力轮询了。
  • 写了一点JUnit代码，测试了第三次作业加进去的一些类。

第三单元

这个单元重点学的就是JUnit单元测试。

所以从第一次作业开始，我就很注重采用JUnit进行测试。每次作业留下的JUnit代码都可以用到下一次作业里，看新作业改动之后是否满足之前作业的功能，是很好的测试方法。

我第三单元的3次作业都实现了接近100%的覆盖率测试。虽然说JUnit覆盖率大的测试并不代表没有错误，但是我还是尽量能测到的地方都测试了，以此来减少错误的发生。

第四单元

与第一第二单元可以全部由python很方便地实现正确性检查不同，第四单元比较适合随机生成数据，再和同学对拍，来检查是否有bug。

所以我采用了对拍器，和同学对拍。

四、课程收获

我是一个很内向的人。但是oo课程中我能够很自然地和其他同学讨论、在班级里回答老师的问题、参加研讨课。这都帮助我走出自己的小世界，学会和他人交流。

  • 第一次在讨论区发帖
    • 上学期的计算机组成课也有讨论区，但是由于高工二选，我是大一的暑假才开始自学c语言。大二上学期我是一个刚接触编程2个月的菜鸡，啥也不懂，错过了很多参与讨论的机会。
    • 这学期的oo课程我阅读了很多前人的博客，发现很多有趣的idea，于是总结他们的经验，形成自己的看法，能够在第三次作业的求导简化程序的性能上取得提升，这种惊喜我便想在讨论区和大家分享。于是自然而然的发了第一篇讨论贴，没想到能够收到2位同学的回复，还是很开心的。
  • 第一次参加研讨课
    • 当时其实是为了研讨课的分数而参加的，不过参与的过程中，我自己的能力得到了提升。一开始我只是想讲一下自己的评测机，后来友好的助教给了我很多建议,非常感谢助教_。我被迫学习了很多JUnit相关的知识。于是我的题目改成了"如何进行有效测试"，分成了黑盒和白盒测试2部分，在2单元研讨课讲的，算是帮助大家预习一下JUnit了。

五、立足于自己的体会给课程提三个具体改进建议

  • 增加助教的人手
    • 一个班有60个左右的学生，由一个助教负责。然而助教一般都是大三下学期的学长学姐，他们有计网、软件工程等课的负担，平常还要负责和这么多同学、老师打交道，可以说是很忙、很辛苦的。如果能够增加助教的人手，配置到一个班2~3个助教，会不会减轻一些助教的工作负担呢？
    • 不光是助教的负担减轻了，助教:学生的比例增大，也符合现在的小班化教学的教育趋势。
  • 提高实验课服务器的能力
    • 虽然我目前还不清楚咱们的实验课是怎么实现收作业，改作业的。但是每次实验，我们都比较害怕会出现服务器崩溃的情况，所以希望能够把这个实验课的服务器的功能开发的更完善一些，能够保持安全稳定的运行是最好的了。
  • 老师可以露个脸吗
    • 我只是好奇心太多想感受课堂气氛，见不到老师的尊容，上课对着个电脑很容易发呆走神哈哈哈。
    • 要是在教室里上课，老师目光一扫过我，我飘散的思绪就会被打断，及时回到课堂上来。

六、谈一谈线上学习oo课程的体会

感觉和在学校里学习差别不大，反正计算机的课程只要有个电脑大概就行了。

不过，由于现场课改成了网课，我还是觉得有点区别，网课可以随时看，随时暂停，回放。但是现场课可以面对面和老师交流，体会老师的风采，也更能集中精力听讲课。所以是各有优点和缺点吧。

总之，一学期的oo课程我学习到了很多java、设计模式、软件测试相关的知识，认识了优秀的老师、助教、同学。

感谢oo课程组的辛勤付出！

posted @ 2020-06-19 15:37  18374162  阅读(231)  评论(0)    收藏  举报