OOP课程第二阶段总结Blog
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20201328-严振轩
前言：学习OOP课程的第二阶段已经结束了，较第一次阶段学习难度加大，学习的内容更多，但收获也更多，在此进行对于知识点，题量，难度的分析与个人看法。
（1）题目集4作为第二阶段的开篇，题量虽少难度是这三次作业最高的，其中水文数据的校验与处理是这个阶段难度的上限。其中知识点覆盖到正则表达式的运用，以及实体类，业务类的运用，其他的两个题目，其中日期类题目则是对上阶段该类题型的拔高，运用聚合的思想，将代码效率最大化，图像继承则是对于父类子类的简单入门运用。
（2）题目集5题量上升，题目难度略微下降，同学们入手的门槛降低，前三道题目是对基本知识的复习考查，第四题则是对正则表达式的再次升级运用，其中还需要进行map，set等接口的运用，需要自学完成，第五道题则是基于题目集4的聚合方式的改变，以下会讨论两次不同聚合的不同效果。
（3）题目集6题量依旧上升，难度平持与上一次，前四道题是对正则以及排序方式的复习，将基本的正则表达式的运用基础打牢，后续第五道题则是对题目集4图像继承的升级运用，以多态为思想基础进行编程。第六题则是对接口的使用进行了入门引导，需要进行接口方面的自我学习。
各题目 设计与分析 采坑心得 改进建议 ：
（1）题目集4：7-2 日期问题面向对象设计（聚合一）
设计与分析
该题目为前几次日期类题目的升级迭代，前几次无非运用简单的方法与类的构建处理即可，这一次则是要运用聚合的思想。聚合的概念为：如果一个类有一个类的实体引用(类中的类)，则它称为聚合。 聚合表示HAS-A关系。由前几次的日期类题目操作而言，题目功能方法是需要重复调用的，而聚合也恰好符合的更好的对代码的复用。该题目通过构建DateUtil类对处理结果进行集成处理，再由此衍生出Year类，Month类，Day类，进行不同的处理，共同处理包括验证合法性，以及对于日期增减的操作。该题目复杂度较第一阶段这类题型大大降低，体验出了代码复用性的高效率。其中该题目给出了设计类图，基本框架建立后，只需要明白聚合关系的代码编写语法，则可以流畅的完成题目。其中当其他类完成构建后，主类的书写则非常顺畅，开始体现出面向对象编程的一点影子，需要我们去灵活运用。
采坑心得
public boolean compareDates(DateUtil date){//验证输入的两个日期是否相同
if (date.getDay().getMonth().getYear().getValue()<this.getDay().getMonth().getYear().getValue())
return false;
else if (date.getDay().getMonth().getYear().getValue()==this.getDay().getMonth().getYear().getValue()
&&date.getDay().getMonth().getValue()<this.getDay().getMonth().getValue())
return false;
if (date.getDay().getMonth().getYear().getValue()==this.getDay().getMonth().getYear().getValue()
&&date.getDay().getMonth().getValue()==this.getDay().getMonth().getValue()
&&date.getDay().getValue()<this.getDay().getValue())
return false;
return true;
}
以该题目中，验证两日期是否相同的主类调用方法为例子，其中对于年月日的调用，若代码语法不符合以上代码的例子,则会出现报错，或者无法真正完成年月日的正确处理与正确校验。其中，再编写该题目之初，未熟悉聚合的语法规则，导致对于年月日的处理方法与校验方法，都未采用类似date.getDay().getMonth().getYear().getValue()这样的写法，写法都只是用直接的year，month，day进行处理，导致代码运行后，得不到结果而且会出现报错。后及时了解写法后，发现需要这样进行处理，则进行的及时订正。采用后在计算算法正确的前提下，可以得到题目所需的正确结果。
改进建议
由SourceMonitor以及PowerDesigner软件测评结果可以看到，在圈复杂度上，较上个阶段的日期类题目已经大幅下降，这时需要考虑的是对于不同数据的处理上，如何做到有效处理，如何处理有序不混乱。该题目所给的类图而言。其中年月日进行的是连续性处理，年月日存在关联性，既通过先处理日，再处理到月，再处理到年。虽然代码在聚合的条件下更为严谨，但若中间出现错误，则直接无法得到正确结果。例如中间出现算法错误，则会导致得到结果不符，不知从哪个方面修改。其中编写代码就出现过，代码语法没问题，却就是得不到正确结果，反复测试才知道，月校验上出现问题。既需要改进的方向，是对于年，月，日有着集成的处理方式，在对代码的复用性下，分门别类的处理较连贯性处理更具可视性与可维护性。
（2）题目集5：7-4 日期问题面向对象设计（聚合二）
设计与分析
该题目较题目集4的日期类题目，虽都同为聚合类型，但聚合的方式不同，该题目的聚合方式类似我对上题分析的改进的模式。其中大体聚合方式便是分开独立处理年，月，日，最后集成于DateUtil完成是输出结果的集成效果。本题目设计的框架：通过将所需的不同功能的分门别类，在主函数通过switch语句引导，进行不同功能的对象的创建。不同的功能统筹在DateUtil类中进行详细划分：闰年判定，前N天，后N天，相差天数等，其中DateUtil类仍是一种大体功能类，大多数详细的小步处理，是通过Year类，Month类，Day类进行详细处理。其中不同于题目集4的日期类题目，这次的聚合不再是连锁性聚合，而是年月日聚合于DateUtil上，互不关联，最终在DateUtil上完成统筹处理，相当于DateUtil为中心工厂，按需向Year，Month，Day中调用所需要的方法。设计有所缺陷在于，没有完全去调用到小类中的方法，更多的处理依旧堆积在DateUtil中。在复杂度平持于题目集4，实际代码书写却更加简洁可观，是一次升级的聚合。
采坑心得
public DateUtil getNextNDays(long n) { int year = this.year.value; int month = this.month.value; int day = this.day.value; int[] arrx = {31, 28, 31, 30, 31, 30, 31, 31, 30, 31, 30, 31};//月份的最大天数 for (int i = 0; i < n; i++) { day = day + 1; if (month == 2 && isLeapYear(year) && day > arrx[month-1]+1) { day = 1; month = month + 1; if (month > 12) { month = 1; year++; } }//如果月数天数拉满，则跳转到下一个月，如果月数拉满到12月，则跳转到下一年 if (month == 2 && !isLeapYear(year) && day > arrx[month-1]) { day = 1; month = month + 1; if (month > 12) { month = 1; year++; } }//此处考虑闰年的情况，如果是闰年，则在二月的最大天数上+1 if (month != 2 && day > arrx[month-1]) { day = 1; month = month + 1; if (month > 12) { month = 1; year++; } }//此处考虑了闰年2月以及天数是否越界 }
以求下N天的方法为例子，其中题目集4求下N天，我采用的确定下一月的的最大天数，是通过调用该方法之外的另一个确定最大天数的方法，以确定到对应月份的最大天数。在上一道题目并不存在最大整型数测试。所以可以通过全部的测试点。这一次的日期类题目出现的最大整型数测试，如此方法间的反复调用，导致出现运行超时以及得不到正确结果的问题。所以在题目集5中，我将确定最大天数的方法取消，改之放置在功能方法之中作为一个过程，这样解决了得不到正确结果的问题，代码运行时间也大大缩短。另外更改的方面还有在求下N天的天数n类型的转变，本来n的类型为int型，在后续完成了算法确认无误，测试点只剩下最大整型测试无法通过，这时无论如何更改都无法通过，原因是“运行超时”，其中修改过算法，进行过测试，在pta上就是运行超时，后尝试去改变了n的类型后，由int型转为Long型，这时在PTA上就完美通过了。
改进建议
该题目较题目集4的日期类题型，是做到了聚合的优化，无论是代码可视性还是代码的简洁性都有了极大的提高。而需要改进的地方是对于方法的使用。其中在DateUtil类中，个人加了几个方法进去，而且在Year，Month，Day类中的+1，-1功能没有进行过调用。需要改进的地方在于可以尝试将类似于求下N天，求上N天，求两日期的天数差的方法中，尽量不夹杂着多余的算法步骤，能从已有的类方法中调用，就从方法调用。这样不仅仅可以提高代码可读性，在代码复用性上也有极大的提高。以及在面对超过最大整型数的测试上，若有此需求，可以尝试用大数完成题目的数据测试升级。
优劣比较 题目集4：7-2 日期问题面向对象设计（聚合一）&& 题目集5：7-4 日期问题面向对象设计（聚合二）
聚合一：作为第一次聚合，聚合点在于DateUtil与后续的Year，Month，Day类的连结。并不算是完全的聚合形式。其中对于数据的处理更为严谨，若算法问题不存在问题，则得到的结果基本上不存在差错。反之代码可读性大大降低，以及代码操作不方便，代码亢长。
聚合二：作为第二次聚合，聚合中心是DateUtil类，该类连结着Year类，Month类，Day类，其中数据处理类似于年月日独立处理，初始结果集成在DateUtil类中，最终得到最后的输出结果，代码操作更为直接可观。
以下从代码运行时间，代码可观性，以及复用性上进行优劣比较：
运行时间
聚合一
聚合二
在代码运行时间上：并没有很大的区别，其中运行时长的是聚合二中的最大整型测试，其中聚合二中处理数据更为合理，虽然略微超出聚合一的运行时长。
在代码可观，可读，操作性上：聚合一的代码亢长，为了调用到指定的属性，例如年，还需要分别调用到日，月，再能调用到年。在DateUtil类方法中代码亢长，过于累赘，操作性上不方便，甚至不利于后期修改。
相对而言聚合二就需要调用什么属性就调用什么属性，不需要走一个固定相同的路线，即调用属性不需要被其他属性限制。作为代码的书写者自然更偏向于聚合二的写法，相对而言作为代码阅读者的话，也更想看到代码二的写法。以下呈现不同聚合方式在相同方法下的代码写法，直观比较二者。
聚合一：
聚合二：
在代码复用性上：聚合一虽然降低了代码的复用性，但在类中多次调用方法需要走多少次相同的路的路向。而在聚合二中，DateUtil依旧是一个做统筹计算与合法的方法。其中聚合二中DateUtil类似于一个中心，当
处理数据的方法需要一个特定的方法验证，则可以自己从Year，Month，Day中进行调用。因为聚合二中Year，Month，Day是与DateUtil直接相关，则调用起来非常的方便，直接了当。复用性而言，本题类似于天数的+1，-1是一个需要循环调用的方法，采用聚合二的聚合方式，则可以大大提高代码的复用性，便是不必要多余的代码，用统筹的代码做更多的事。合成/聚合复用原则是在一个新的对象里面使用一些已有的对象，使之成为新对象的一部分；新的对象通过向这些对象的委派达到复用已有功能的目的。效率方面由分析运行时长可知，运行下无太大的差别，其中，在代码复用下，与聚合的样式，聚合二更是个优秀的聚合方式。
（3）题目集4：7-3 图形继承
设计与分析
该图像继承题目主要的设计思路是父类，子类的构建，通过在父类中写出主要的功能方法代码，再在各个子类中复写出同名的方法，给予不同的计算形式。通过主类中new出不同的对象，该对象找到对应的类方法，完成所需输出的计算。其中关联到主类中输入的数据如何调用到构造方法，通过调用构造方法，进而调用得到类似求面积，求体积的方法。其中需要自学：父类子类的构建，String.format保留小数的方法，重写方法，以及父类子类对应到主类的构造方法调用。该题目所需的工作量并不大，主要在熟悉继承的规则后，只用完成功能方法的编写，就可以快速的完成主类方法的补充，进而完成题目。
采坑心得
以选择矩形形式为例，在起始阶段，未了解到继承调用构造方法的语法，并没有rectangle.setLength(lengthx);以及rectangle.setWidth(widthx);这两步，导致程序报错无法运行。后续查阅了论坛，了解到继承的规则以及基本的输入，调用语法，才得以将1输入的内容传入方法中，得以正确调用求面积方法得到答案，其中仍需要注意在求面积方法上，只用调用，不需要再说明传入的内容。
改进建议
该题目功能子类受制于父类。若需要更多的功能子类可以有一个统一的调用中心，则用父类继承，会导致代码空间受制于父类。因此可以学习到接口，接口在符合规则的前提下，其他的功能子类都可调用到接口中同名的功能方法，接口中的抽象方法都得以实现，且多个无关的类可以实现同一个接口，一个类可以实现多个无关的接口。因为接口的属性和抽象方法默认是必须公开的（public）所以如果有需要保护private(私有)的属性或者方法时，必须用继承一个类（抽象类也是类）。
（4）题目集6：7-5 图形继承与多态
设计与分析
从键盘首先输入三个整型值（例如a b c），分别代表想要创建的Circle、Rectangle及Triangle对象的数量，然后根据图形数量继续输入各对象的属性值（均为实型数）。其中要求创建的各个图形对象均存储在ArrayList<Shape>类型的列表中，根据图形的面积大小进行升序排序，要求必须对list中的图形对象在list中进行排序，而不是对求得的面积进行排序，排序后再次求出各图形的面积并输出。其中通过构建父类Shape存入抽象的求面积，以及校验合法性的抽象方法。与题目集4图像继承不同，其体现出了多态性，多态即对象在不同情况下的不同表现，具体体现在定义和功能两个方面，简单的总结一下，多态可以用“三个定义和两个方法”来总结。三个定义分别是父类定义子类构建、接口定义实现类构建和抽象类定义实体类构建，而两个方法分别是方法重载和方法重写。其中对于对象的存放，采用了Linklist存放对象，后续通过列表中对象对应的图形不同，通过抽象方法，指引到指定类的实体功能方法，得到所求的面积。后续根据插入排序可以达到排序后再输出的效果，其余的便是再主类中做好输出内容的预设，以及对象的创建，最后再通过以上的描述，得到正确结果。
采坑心得
首先在对所有对象求面积处理之后，便通过插入排序得到排序后的结果。其中编写习惯是排序中对数值进行比较，比较直接交换数组中数值的位置，以此完成插入排序。而在Linklist中，数值对比需要对象求出面积后进行对比，而列表中完成排序的交换，则是通过对象的位置交换。其中直接赋值型的交换是会报错的。后在书上找到了List.set方法，用于完成列表中元素的交换位置。所以列表中的位置交换不同于数组，需要注意交换元素的类型。
该部分为判断圆的合法性，原本内容意思为，若半径小于0则不合法，但第一次上交后没有满分，还要圆合法测试无法通过。后将半径的合法调整为小于等于0，就完美通过了，既做题需要熟悉对应题目的指导书以及解题报告再进行对比自己的idea，后再开始写代码，修改任务虽小，但是希望后续代码能够严谨确定要求后再进行编写。
改进建议
题目中的输出结果中，需要在主函数中打印出对应的内容，改进方面可以尝试创建一个专门用来打印字样的类，这样可以让主函数更为简洁。以及对于list接口的使用，可以更为灵活，尝试将排序以及面积对象存放设计的更为直观。
（5）题目集6：7-6 实现图形接口及多态性
本题通过设计一个程序，通过继承性，封装性以及多态性完成输入对应属性求面积的功能。其中封装性体现在Circle类以及Rectangle类中私有属性的创建。java中多态性的意思是作为面向对象的程序设计语言最核心的特征,表示一个对象有着多重特征,可以在特定的情况下表现出不同的状态,从而对应着不同的属性和方法。多态是同一个行为具有多个不同表现形式或形态的能力。而本题便是以求面积为公共事物，不同的图形形状为不同的形式。通过定义了一个接口，使得所有符合接口接入特性的类都可调用到接口中的抽象方法---求面积，进而调用出实体方法。java中的接口类似于生活中的接口，就是一些方法特征的集合，但没有方法的实现。在不同子类中，完成实现方法的代码内容。
采坑心得
初学接口的运用，导致习惯性继承上使用父类子类继承的extends，而接口子类接入方法应该用imolements，通过查看菜鸟教程才得知接口语法有错。
以上也是语法方面的问题，定义对象时并未如上图一般定义，而是如下写法：
这样会导致代码无法得到结果，原因是定义需要通过接口，再接入到子类中，完成对象的创建。
改进建议
正则表达式技术的分析总结
水文数据校验及处理
".*[|].*[|].*[|].*[|].*"//用于校验输入数据格式的合法性 "([1-9]([0-9]{1,3})/(([13578]/(([4-9])|([1-2])([0-9]?)|[3][0-1]?))|([2]/(([3-9])|([1-2])([0-9]?)|([1-2])([0-8]?)))|([469]/(([4-9])|([1-2])([0-9]?)|[3][0]?))|([1][0]/(([4-9])|([1-2])([0-9]?)|[3][0-1]?))|([1][2]/(([4-9])|([1-2])([0-9]?)|[3][0-1]?))|([1][1]/((([4-9])|[1-2])([0-9]?)|[3][0]?)))) (([1]{1}[02468])|(2[024])|([0]|[2]|[4]|[6]|[8])):00" //用于检测输入数据的内容合法性
本次题目所用的基本正则表达式如上，第一主要用于实现输入格式合法性的检验，既四个|作为分割符号是关键，也是基本的入门判断。第二步则是根据指导书所要求的数据范围，做到对格式符合的数据，进行数据内容合法性的校验。其中有数值范围要求，数据保留小数位数要求，时间格式要求，都需要细致的正则表达式要求。正则表达式采用分段检验，既从左到右一一检验，完成一连串字符串的检验。
统计Java程序中关键词的出现次数
".*//.*" //用于检测数据的//以及后续字符 str1 = strx[i].replaceAll("//.*", " "); //用于将上述检测到的字符串替换为空格 ".*/\\*.*?\\*/.*" //用于检测/* 与*/之间的字符 str2 = str1.replaceAll("/\\*.*?\\*/", " ")；//将上述检测到的字符替换为空格 ".*\\\"([^\\\"]*)\\\".*"//用于检测[] str3 = stry.replaceAll("\\\"([^\\\"]*)\\\"", " ");//将上述检测结果替换为空格 str4 = strz.replaceAll("\\p{Punct}", " ");//将检测到的标点符号替换为空格
以上正则表达式的运用到检测指定字符之后，指定字符之间，指定字符的语法规则。其中通过检测到后替换为空格，剩下有效信息后，进行关键字检索。
正则表达式训练-QQ号校验
"^[1-9][0-9]{4,14}$"//用于检测QQ号
满足以下要求： 5-15 位；0 不能开头；必须都是数字。 基本为简单的字符串正则表达式处理，处理位数，字符开头检测以及字符形式检测。
正则表达式训练-验证码校验
("[0-9a-zA-Z]{4,}"//用于检测验证码
满足以下条件：由四位数字或者字母（包含大小写）组成的字符串。 该正则表达式用于检测字符串类型以及字符串长度。
正则表达式训练-学号校验
("2020((1[1-7]|61|7[1-3]|8[1-2])(0[1-9]|[12]\\d|3[0-9]|40))")//用于检测学号
满足以下条件：1、2位：入学年份后两位，例如20年；3、4位：学院代码，软件学院代码为20；5位：方向代码，例如1为软件工程，7为物联网；6位：班级序号；7、8位：学号（序号）。
运用的正则表达式用于分段式字符串检测，字符串中有固定的字符，只需要简单的通过正则表达式描绘出特性即可以完成检测。
题目集5（7-4）中Java集合框架应用的分析总结
".*//.*" //用于检测数据的//以及后续字符 str1 = strx[i].replaceAll("//.*", " "); //用于将上述检测到的字符串替换为空格 ".*/\\*.*?\\*/.*" //用于检测/* 与*/之间的字符 str2 = str1.replaceAll("/\\*.*?\\*/", " ")；//将上述检测到的字符替换为空格 ".*\\\"([^\\\"]*)\\\".*"//用于检测[] str3 = stry.replaceAll("\\\"([^\\\"]*)\\\"", " ");//将上述检测结果替换为空格 str4 = strz.replaceAll("\\p{Punct}", " ");//将检测到的标点符号替换为空格
该题目首先通过正则表达式对干扰的符号进行清除替换，以上正则表达式的运用到检测指定字符之后，指定字符之间，指定字符的语法规则。其中通过检测到后替换为空格，剩下有效信息后，进行关键字检索。
运用字符串处理后的字符内容仅仅存在可被识别的一个个英文单词，此刻运用hashmap进行检索匹配。
HashMap：它根据键的hashCode值存储数据，大多数情况下可以直接定位到它的值，因而具有很快的访问速度，但遍历顺序却是不确定的。 HashMap最多只允许一条记录的键为null，允许多条记录的值为null。
将java关键字都储存于数组，将数组放于hashmap中，通过对hashmap遍历的运用，可以对剩余的有效内容进行检索，完成标记与最终输出。
改进建议
通过powerdesginer软件可以看出本次程序都描述在主类中，并没有构建出其他的类，改进方面可以在通过构建消除干扰符号类以及检测类两个大类，主类直接为输入字符串new一个对象，只用调用创建类中的功能方法，可以使代码在主类中更为简洁，各类各尽其职，分工明确，代码复用性更高，可读性更强。
第二阶段Blog总结
第二阶段通过三次题目集也落下帷幕，第一次阶段总结的最高潮是类设计，而本次的三次题目集基本所有的题目都以类设计为基础，完成题目的构建。在类设计的基础上，通过对继承，多态，接口等多方面学习，认识到类设计不是单一的去设计一个方法完成功能。面向对象编程的思想，也在本次学习真正拉开了序幕。面向对象编程不同于面向过程编程，在创立一个对象后便有明确的功能性，通过继承，多态，接口可以实现不同对象实现不同的功能。其中在类设计上，通过学习类属性的访问权限，初步了解了四种访问权限：public，private，protected，default；以及不同类的类型：实体类，业务类，接口类；对于类设计上，学习的多，代表思路与编程思想变得更为开阔且严谨，开始真正考虑到如何将一个题目设计到恰如其分，其中日期的聚合题目让我深入的感受到，不同的设计思路带来的不同效果。
对于技能上的学习，在对字符串的校验处理上，通过对正则表达式的深入学习，掌握对复杂数据的校验，截取，替换等，作为一项工具使用，在程序复杂度上大大降低。以及对于list的学习，可以对多对象处理上更为便捷可观，多对象处理上更为有效。还有对于hashmap的学习，对于其中遍历的运用进行了学习，对于多字符校验上有了更广阔的思路。不仅于此，题目集中许多边边角角运用的技能，也是会通过学习得以利用。
对于课程的学习建议，个人认为目前的pta便是不错的，有难有易，好上手，若想拿满分则必须要去自我学习。自我学习上，课程自带的SPOC课程则是选择之一，我们仍可自己去选择去论坛学习或者其他网课上学习。在实验上，目前进行的农夫过河的迭代性编程，面对同一个问题随着技术加深，我们需要运用更为上层的知识解决同一个问题，这是有趣也充满挑战的。线下课程中，希望老师不仅可以有对知识的讲解，与编程思想的演练，更可以对pta或者实验的难题加以点评与讲解，让作业不会得过且过，而是让我们更为深刻的了解一道题目应该如何去设计。作为学生自身，已经了解到这是一门需要自我探究，自我学习的课程。时间，精力，投入，缺一不可，不去假大空，而是去真正的做。
第二阶段于此就告一段落了，首先感谢OOP课程的老师与助教的付出，再而感谢还在学习的自己。希望有更好的心态迎接第三阶段！
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