第5、6、7次题目集总结

一、前言

第五次题目集题目量较大，第1、2题基于之前C语言题型之上考察对Java基础语法的掌握能力；第3、4题则考察新学习的正则表达式知识点；前四题难度相对较低，第5题正式开始提升难度，考察面向对象程序设计思维，开始对对象与类有了初步的认识，同时基于面向对象设计原则开始处理复杂的现实问题，正式开始迭代型电梯调度问题。
第六次题目集题目量减小，第1、2题同样继续考察面向对象程序设计思维，不过这两题复杂度相对较低，做好类与对象的设计，算法方面不难；第3题开始进行迭代，难度提升，此次有类图作为引导，规范我们对类与对象的设计，同样考察对面向对象程序设计思维能力，算法难度较大，要考虑到多种不同的请求方案。
第七次题目集题目量不变，同样是三题，第1题依旧考察面向对象设计思维，此题难度较低；第2题难度提升，重点考察对一些比较复杂问题的面向对象设计思维，要充分理解各类之间的调用关系，同时算法稍稍变难了一些；第3题则继续进行电梯调度问题迭代，算法逻辑进行了改变，难度达到一个新的水平，但算法逻辑进行了简化。

二、设计与分析

1.第五次题目集电梯程序

题目类设计要求：
请编写一个Java程序，设计一个电梯类，包含状态管理、请求队列管理以及调度算法，并使用一些测试用例，模拟不同的请求顺序，观察电梯的行为是否符合预期，比如是否优先处理同方向的请求，是否在移动过程中处理顺路的请求等。

设计类图：

Main类：主要处理请求队列合法输入，进行运行。
Elevator类：exchangeFloor方法用于将队列请求转化为楼层信息；validInput方法用于判断楼层信息是否符合最小最大楼层之间；movingprint、stoppedprint方法都用于控制输出格式;generalScheduling方法用于将队列分为内外部请求；findNextFloor方法用于找到下一楼层；run方法则控制电梯运行。

SourceMonitor代码分析：

Average complexity（平均复杂度）：9.00
Average Block Depth（平均块深度）：4.01层
Average Statements per Method（每个方法平均语句数量）：20.00
Comments（注释占比）：15.7%
Classes（类数量）：2
根据数据分析，第一次写的电梯程序代码过于复杂，深度较大，每个方法语句过多，注释量少。主要是第一次写电梯程序，算法较难，加上个人应对这种复杂问题能力较薄弱，导致将太多的语句以及分支杂糅在一个方法中，算法逻辑较为复杂，难以理解，最主要还是个人能力薄弱，对复杂问题处理经验较少，导致代码写的较差。
（其中复杂度最大的方法在于findNextFloor中，用了太多if,else语句进行判断各种队列情况，导致分支过多，复杂度增大）

2.第六次题目集电梯程序

题目类设计要求：
对之前电梯调度程序进行迭代性设计，目的为解决电梯类职责过多的问题，类设计要求遵循单一职责原则（SRP），要求必须包含但不限于设计电梯类、乘客请求类、队列类以及控制类。

设计类图：

Elevator类：主要是一些currentFloor,minFloor,maxFloor,direction属性的getter、setter方法，以及对队列楼层是否合法的判断。
Direction类：枚举类，列举了电梯的三种方向。
ExternalRequest类：用于处理外部请求，有floor,direction两种属性，getter方法能够反映外部请求的需求。
RequestQueue类：主要是内外部队列的getter,setter,add方法，用于处理队列请求，将内外部请求分开存储。
Controller类：除getter,setter方法外，进行了电梯程序主要的算法处理，最关键的是getNextFloor方法，主要是处理各种方案的算法（进行了多次if,else判断），返回下一层楼的值；openDoors、move都是格式化输出方法，其中因为需要额外输出第一层的内容，需要firstmove、firstRequest方法来特殊处理第一层（逻辑重复了，其实可以简化，下一次程序进行了简化）；remove方法则是删掉已经完成的请求。
Main类：同上次，主要进行输入处理，将输入内容存入到LinkedList中。

SourceMonitor代码分析：

Average complexity（平均复杂度）：3.79
Average Block Depth（平均块深度）：3.45层
Average Statements per Method（每个方法平均语句数量）：7.76
Comments（注释占比）：16.6%
Classes（类数量）：6
根据数据分析，此次代码平均复杂度较上次低了不少，深度也有所降低，方法语句也减少了，因为代码量变大了注释也相应增多了一些，类数量按要求增多了许多。总体而言，经过类与对象的设计，使得代码不会过于集中于一个方法，加上有了第一次的经验每个方法的语句数都做了一些精简化处理，去除了部分多余重复的代码逻辑，因而复杂度减小了，相比于上次进步了不少。但同时由于编程能力较弱，findNextFloor方法还是过多if,else分支，导致最大复杂度仍然较大。

3.第七次题目集电梯程序

题目类设计要求：
对之前电梯调度程序再次进行迭代性设计，加入乘客类（Passenger），取消乘客请求类，类设计要求遵循单一职责原则（SRP），要求必须包含但不限于设计电梯类、乘客类、队列类以及控制类。

设计类图：

Elevator类：同第六题设计，一些getter、setter方法以及合法输入判断。
Direction类：同第六题设计。
ExternalRequest类：同第六题设计。
RequestQueue类：同第六题设计。
Passenger类：有sourceFloor,destinationFloor属性用于存储内外部请求的楼层需求，此类与第六题不同的是一个类同时将内外部请求归纳到一起，仅保留了楼层信息（因为算法逻辑进行了变化），同样的是主要是getter、setter方法获取内外部请求信息。
Controller类：大致上与第六题相似，但做了简化，取消了firstRequest方法，因为经过检查后发现与getNextFloor算法大致一样，没必要重复设计方法，所以删掉了这部分方法。
Main类：与第六题相似，只对题目改变的外部请求格式输入进了一些变化。

SourceMonitor代码分析：

Average complexity（平均复杂度）：3.19
Average Block Depth（平均块深度）：3.54层
Average Statements per Method（每个方法平均语句数量）：6.50
Comments（注释占比）：13.7%
Classes（类数量）：6
根据数据分析，相比较前两次代码复杂度下降明显（从9.00-3.19）说明代码更加简洁，重复算法逻辑较少，平均深度也控制在3.5层左右（较为良好），每个方法平均语句数量也大幅减少（从20.00-6.50），对此问题的理解程度更深刻，因而比较掌握了其中的本质，语句量得以减少。注释量减少主要还是因为理解了概念，就没有过多的解释了（缺陷）。

三、踩坑心得

1. 输入方面的小细节，在每次进行input.nextInt/input.nextDouble等等之后，注意会残留一个换行符，如果你不对它进行如下处理的话，你下一次使用input.nextLine输入的时候，此时输入的数据将无法合适地存储到想要的位置，因为它会把这个换行符给读取进去，导致这个数据为空的而不是你要输入的数据。
   
2. 在输出时要注意要对第一次输出进行特殊处理，如下图，先进行输出第一层楼梯的情况，因为在每次判断完下一层电梯再次运行的时候都是currentFloor++的，不会重复输出当前楼层情况，否则就得不到想要的输出结果，其余输出就先对currentFloor先++再输出。
   
   否则就会这样
   
   3.在每次进行判断下一个执行的楼层的时候千万千万要分类考虑（判断是否有哪个队列是空的），因为你不知道有没有队列其实已经空了（即处理完了），如果不这样考虑的话，在某一次对比队头的时候就会出现outOfIndex的错误情况。
   
   4.同时要注意对两队列都是空的情况进行特殊化处理，如果都为空那么就要返回一个用于标志的值（我这里是将返回的nextFloor值是否为0来作为标志），说明此时已经处理完请求了要退出循环，否则就容易运行超时，当然这也是判断循环是否继续进行的条件。（很关键，因为我很多次都是因为这个超时了退不出循环）
   
   5.图片如下，注意到一点，判断currentFloor是否大于返回的nextFloor来判断电梯的运行方向，为什么呢？因为就算下一个请求是执行外部请求，它的方向是Down但是也可能它在电梯当前楼层的上面，所以电梯要上去接他，所以运行方向以当前楼层和目标楼层的大小关系为准。
   
   6.一个小tips，与c语言有所不同的是，java语言是有>=和<=这种合并在一起的逻辑运算符的，不需要再像c语言一样做下面这样的判断了。
   
   7.如果存在多个相同的请求，那么在删除完相同的请求后注意也要返回当前楼层，只不过可以不对重复的请求进行输出就可以了，避免nextFLoor被误判为0而提前结束了循环。（多次坑总结而来）
   
   8.还有一个非常重要的点，就是如果经过算法处理后发现是先执行外部请求，那么就要保存好此时外部请求的方向，因为如果电梯是向上去接这个外部请求，而它的请求方向是DOWN，但此时电梯的运行方向是UP，如果到了外部请求这层不去把UP这个状态该为DOWN的话，下次处理请求就会优先向上走，而不是向下走导致错误，例如下面的情况。
   
   
   而正确的处理是应该执行完<5,DOWN>这个请求后向下去接<1>而不是继续UP到<6,UP>这里，所以要保存好外部请求的方向，在执行完之后及时更换电梯方向。
   9.提供一些小小的建议，就是多测一些比较不一样的样例，你会得到不一样的效果，很可能你就会发现你有很多方面是没有考虑周全的（hhh）。

四、改进建议

1.多写一些注释，不只是为了方便自己下次定位，更是让别人来理解自己的代码，在别人有新的进展之后，可以有效帮助你找到代码问题，有效提升沟通效率。
2.方法多做一些，尽量不要让太多代码集中在要求一个地方，否则复杂度太高了，不利于维护。
3.写代码之前理清楚逻辑，明确各类之间的调用关系，以及各方法分别是什么作用，就可以避免出现第一次代码一样结构过于混乱，单个方法代码过多，以致于难以维护，也不便于后续阅读。
4.其实属性名称尽量不要太长（不然容易超过代码长度限制hh），然后在每次使用该属性的时候直接选中提示框里你需要的属性（大部分新版本编译器都有这样的功能），非常有助于你快速准确的写好代码，也不会出现一些非常低级的错误。
5.多学习一些java基础语法，java中有很多语法与c语言不一样，很多都是简化过的，可以帮助你简化很多代码，例如floor>minFloor||floor==minFloor直接可以简化为floor>=minFloor，并且有很多很实用的工具，像LinkedList这样的很多方法可以直接用不需要再去写了，简化了很多。
6.尽量把重复的，相似的算法部分压缩成一个方法，设置好参数直接调用，不要老是ctrl+c、ctrl+v，直接调用就好了，非常有利于降低复杂度和维护。

五、总结

一、学习到的内容：
1.提高了一些java基础语法的掌握能力。像如何写类和方法；应该用public还是private；类型应该是int,double还是String；如何写类的构造方法，getter,setter怎么写；原来定义的类还能当作一种类型被使用；在使用<>来定义LinkedList或ArrayList类型的时候是用int还是integer等等。
2.学习到了枚举类型是什么，该怎么使用，有什么好处。
3.学习到了如何设计类与对象，每个类应该包含哪些方法，每个类之间该如何调用，是否应该创建一个对象进行调用等等。
4.学习到了正则表达式是什么，怎么去正确的使用它，该在什么场景下应用，如何快速的提取到想要的信息。

二、仍需学习和提升的地方：
1.算法能力还需要提高，目前对于解决复杂问题的思路太少，写了太多复杂、重复和难以理解的算法代码，以致于后续改进比较困难，不知道改哪，导致程序频繁出错。
2.设计类与方法的能力也需要提高，现在设计的类与方法大多数都是在参照老师给的内容，没有设计好适合自己的方法，有时候很多代码都可以放进一个方法里面，但是没有考虑周全导致老是写重复的代码。
3.以后多多学习如何做一些项目，提高自己应对复杂问题的能力，并且形成大局观，能形成比较流畅的思路，提高思维能力。
4.多学习java的一些好用的工具，提高编程效率。

三、建议与意见：
1.希望老师能多提供一些好的学习资源和好的学习工具，帮助大家更系统、更全面地学习java课程。
2.希望老师们能够多教大家一些能与当今行业相接轨的知识和热点，让我们能更好的融入到行业当中，所做的内容与行业所关心的息息相关。
3.希望老师可以偶尔演示一下该如何分析一下比较复杂的项目，该从哪起手，怎么设计类与方法，实操一下看看行业里的程序员是如何分析问题的。