Java面向对象程序设计总结与概述

一、前言​
这学期学 Java 课，通过写博客、做 PTA 题、做实验，还有线上线下上课，把 Java 和面向对象编程学了个遍。这些学习内容一环扣一环，让我从编程小白慢慢摸到了门道，写代码的能力和思维方式都进步不少。​
要说作业量，真的挺充实的：一学期写了几篇博客，每篇都得琢磨好久怎么把知识点讲清楚；PTA 上每个章节都有练习题，从简单的语法题到复杂的逻辑题都有，的确提升很大；实验更费时间，一个项目得从分析需求到写完代码调试好，常常一弄就是大半天；线上线下课加起来，学得很充实。难度也是慢慢变难的：一开始学基础语法还挺简单，后来讲封装、继承这些面向对象的内容就有点绕了，到后面学集合、异常处理和 JavaFX 的时候，知识点又多又复杂，得花更多心思才能搞懂。比如在航空货运系统中，既要用集合存储多件货物信息，又要处理用户输入错误的异常，还要用 JavaFX 做订单界面，多重知识叠加让我熬了好几个通宵。不过啃下这些硬骨头后，感觉自己真的学到了不少东西，现在能独立完成小型系统的设计了。
二、面向对象技术总结​
（一）封装​
上课做 PTA 和实验的时候，经常用到封装。简单说就是把类里的属性藏起来（设成 private），只留 public 的方法让外面调用。比如写学生类的时候，年龄、成绩这些属性不能直接改，得通过 set 方法来设，还能在方法里加检查，比如年龄得是合理的数字，成绩不能是负数。这样做既能保护数据，又方便以后改代码。现在基本的封装我会用，但遇到复杂的业务场景，比如怎么把一堆相关属性打包管理，或者结合设计模式做更高级的封装，就有点懵了，还得再学学。​
（二）继承​
​ 继承是面向对象的重头戏，我经常用它来搭类的架子。比如先写一个图形父类，里面有颜色、绘制这些通用的东西，然后让圆形、矩形这些子类继承它。在航空货运系统中，我设计了抽象的运输类（Transport），包含运输距离、基础费率等通用属性，再让航空运输类（AirTransport）继承它，添加航班号、载重量等特有属性。虽然基本语法会了，但遇到多层继承或者继承关系太复杂导致代码重复的问题，就不知道怎么处理了。比如在设计客户类时，原本想让普通客户和 VIP 客户继承客户基类，但 VIP 客户的运费折扣逻辑和普通客户差异较大，直接继承导致基类方法冗余，后来改用组合方式实现折扣策略，才解决了这个问题。
（三）多态​
多态说白了就是 “同一个方法，不同对象干不同的事”。比如动物类有个叫声方法，猫和狗的子类重写这个方法，调用的时候就会分别输出 “喵” 和 “汪”。在航空货运系统的运费计算中，我用多态实现了不同货物类型的计费策略：普通货物、易碎品、危险品都继承货物基类，重写计算运费的方法，比如易碎品需要额外添加保险费用。做图形绘制实验时，把不同图形对象传给绘制方法，它会自动根据对象类型选对应的绘制逻辑，这样代码更灵活。但在货运系统中，处理多态转型时出过 bug：有次把货物对象强制转型为易碎品时，没先判断对象类型，导致程序抛出 ClassCastException 异常。
（四）抽象类和接口​
抽象类就像个 “模板”，比如定义一个交通工具抽象类，里面有个抽象的行驶方法，让汽车、飞机这些子类去实现。在货运系统中，我定义了抽象的订单类（Order），包含生成报表的抽象方法，让航空货运订单类（AirOrder）实现该方法，生成订单信息报表和货物明细报表。接口则像个 “契约”，比如定义可飞行接口，让飞机、鸟这些不相关的类都实现它。我设计了支付接口（Payment），包含支付方法，让支付宝支付（Alipay）和微信支付（WechatPay）实现该接口，这样在订单类中通过接口引用调用支付方法，符合开闭原则。不过有时候分不清什么时候该用抽象类，什么时候该用接口。比如在设计折扣策略时，最初用抽象类实现，但后来需要新增折扣类型，不得不修改抽象类代码，违背了开闭原则。
（五）集合框架和异常处理​
ArrayList 和 HashMap 这些集合类我用得挺熟了，比如存学生信息用 ArrayList，按姓名查成绩用 HashMap。但集合的排序、迭代器的高级用法，还有处理多线程时的并发集合，我就不太会了。异常处理方面，try-catch 捕获常见异常我会，比如文件读取错了就 catch 住报错，但怎么自己定义异常类，或者在多层代码里怎么传递异常，让错误处理更合理，我还得加强学习。​
（六）JavaFX​
做实验的时候用 JavaFX 做界面，登录框、查询页这些简单布局我能搞定。在货运系统中，我用 JavaFX 做了订单录入界面，包含客户信息、货物信息、运送信息的输入表单，用 GridPane 布局排列控件。但想加个动画效果，或者让界面和后台数据更流畅地交互，还有复杂的页面排版，我就搞不定了。比如想在提交订单时添加按钮点击动画，查了很多资料才勉强实现。JavaFX 和其他框架怎么结合用，我也完全没经验。

三、踩过的坑和经验​
开始学的时候，净犯低级错误：忘写分号、变量没定义就用、方法参数类型不对，调试的时候能把人急死。有次在计算体积重量时，把公式里的 “÷6000” 写成了 “÷600”，导致计费重量错误，找了半天才发现问题。后来我养成了写完代码先让 IDE 检查语法的习惯，还会自己手动走查关键逻辑，少走了很多弯路。

学面向对象设计时，有次没规划好类的关系，导致代码里好多重复内容，改起来特别麻烦。在航空货运系统初期设计中，我把订单处理、运费计算、报表生成全放在一个类里，违背了单一职责原则，代码长达 800 行，调试时简直像拆炸弹。后来按照功能拆分成订单类、计费类、报表类，每个类只负责一件事，代码量减少到 300 行，维护起来轻松多了。

做航空货运功能时，折扣逻辑没理清楚，算错了总价。当时客户类型分为普通客户和 VIP 客户，VIP 客户运费打 8 折，但我在计算时把折扣逻辑写在了订单类里，导致代码耦合度高。后来用策略模式把折扣逻辑封装成独立的策略类，订单类只负责调用策略，这样新增折扣类型时不用修改订单类，符合开闭原则。
四、建议和总结​
（一）学习总结
​ 这学期从啥也不懂到能独立写点小项目，进步还是挺大的。做完航空货运管理系统后，对面向对象设计原则有了更深的理解，现在能主动用单一职责、开闭原则来规划代码结构。但我知道自己还有很多不足：技术用得不够溜，比如 JavaFX 和并发集合；代码结构设计没经验，类图规划经常需要老师的类图作为参考；团队合作开发也没怎么练过，毕竟平时都是自己单干。不过好在入了门，以后有的是机会提升。从 C 到 Java 的转变，总算是迈过来了。C 语言更注重过程，而 Java 更注重对象，刚开始经常把面向对象写成面向过程，比如把所有功能都堆在 main 方法里。通过这学期的训练，现在能自觉地把功能拆分成不同的类，用对象交互来实现需求，这是最大的收获。
（二）改进建议​
PTA 可以少出点重复的基础题，多出点测试点，同时可以多给点样例，有时卡在一个测试点怎么都过不去，最后只是一个特殊的样例过不去，导致分数拿不到挺可惜的。还有实验系统的略显生硬的功能，没有更加便利的代码提交的方式都给学生造成一些不必要的困难。课堂上让学生组队互相讲解 JavaFX 的模块，但每个小组就只有很少的时间进行讲解，同学们可能就无法更加透彻的理解，还得花时间再从头学一遍，没有起到应有的作用。建议增加小组展示的时间，或者提前布置任务，让小组有更充分的准备时间，这样讲解效果会更好。总之，这学期学 Java 就像打怪升级，每个知识点都是一道关卡，打完 “封装继承” 打 “集合异常”，打完这个打那个，最后通关三个大作业大Boss。虽然过程艰辛，但现在看自己写的代码能跑起来，还是挺有成就感的。