OOP 后三次作业的发寄史
前言
这篇博文总结了我在 Java 课程中的三次编程作业的经验和心得。这三次作业为我大一生活带来了极大的压力，其中仅有一次顺利完成。为了帮助同学们理解我的解题思路和程序框架，我将详细介绍每次作业的设计和实现过程。
首先，这些作业涉及到多种不同的编程任务和问题解决方法。由于编写代码的方法繁琐，再加上时间的限制，我未能在规定时间内完成所有作业。不过，通过这些作业的实践，我积累了宝贵的经验，对代码的模块化设计和异常处理有了更深的理解。
本文将详细讲解每次作业的题目要求、解决思路以及代码框架，同时分享我在编写这些代码时遇到的挑战和解决方案。希望这些内容能对正在学习 Java 的同学们有所帮助，并为大家在编程过程中提供一些借鉴和参考
第一次pta
这次是上一次的第四次迭代，没在规定时间内完成，但是时间外还是写好了。
主类 Main：
通过 Scanner 从标准输入读取命令。
根据命令类型（常规题、多选题、填空题、试卷、学生信息、答卷、删题）创建相应的对象并进行解析。
对不同类型的问题进行存储，并将其存入对应的列表中。
根据命令处理删除操作。
计算每个学生的答卷分数并输出。
类 Question：
这是一个抽象类，包含了问题的基本信息（id、text、ans、status）和一些基本方法（getRegex、parseInput）。
类 Choice、Completion、Common：
继承自 Question 类，每个类代表一种问题类型（多选题、填空题、常规题）。
包含各自的答案检查逻辑（check 方法）。
类 Paper：
表示试卷，包含试卷号和题目信息。
提供解析试卷的方法（parsePaper）和一些辅助方法（如 check、printIsFull）。
类 StudentInfo：
存储学生的基本信息（学生ID和名字）。
提供解析学生信息的方法（parseStudentInfo）和一些辅助方法（如 getStudentName）。
类 AnswerSheet：
表示学生的答卷，包含试卷号、学生ID和答案信息。
提供解析答卷的方法（parseAnswerSheet）和一些辅助方法（如 getScore、setScore）。
类 DeleteQuestion：
表示删除题目操作，包含题目ID。
提供解析删除命令的方法（parseDeleteQuestion）和删除题目逻辑（deleteQuestion）。
类图（因为不太会导图片，所以直接写了）
Main：
属性：
List
List
List
List
List
StudentInfo studentInfo
List
方法：
public static void main(String[] args)
类 Question（抽象类）：
属性：
int id
String text
String ans
int status
方法：
public String getRegex(int choice)
public String[] parseInput(String input, String regex)
类 Common（继承自 Question）：
方法：
public Common()
public Common(int id, String text, String ans, int status)
public String check(String ans)
类 Choice（继承自 Question）：
方法：
public Choice()
public Choice(int id, String text, String ans, int status)
public String check(String ans)
类 Completion（继承自 Question）：
方法：
public Completion()
public Completion(int id, String text, String ans, int status)
public String check(String ans)
类 Paper：
属性：
String paperNumber
TreeMap<String, Integer> questionInfo
boolean isFull
方法：
public Paper()
public Paper(String paperNumber, TreeMap<String, Integer> questionInfo, boolean isFull)
public boolean isFull()
public void setFull(boolean full)
public void check()
public String getPaperNumber()
public TreeMap<String, Integer> getQuestionInfo()
public void printIsFull()
public void setPaperNumber(String paperNumber)
public void setQuestionInfo(TreeMap<String, Integer> questionInfo)
public Integer getScoreByQuestionNumber(String questionNumber)
public static Paper parsePaper(String input)
public int compareTo(Paper otherPaper)
类 StudentInfo：
属性：
List
List
方法：
public StudentInfo()
public StudentInfo(List
public List
public List
public boolean getStudentId(String id)
public String getStudentName(String id)
public static StudentInfo parseStudentInfo(String input)
类 AnswerSheet：
属性：
String examPaperNumber
String studentId
TreeMap<Integer, String> answers
static TreeMap<Integer, Integer> score
方法：
public AnswerSheet()
public AnswerSheet(String examPaperNumber, String studentId, TreeMap<Integer, String> answers)
public Integer getScore(Integer num)
public void setScore(Integer num, Integer goal)
public String getExamPaperNumber()
public String getStudentId()
public TreeMap<Integer, String> getAnswers()
public static AnswerSheet parseAnswerSheet(String input)
public int compareTo(AnswerSheet o)
类 DeleteQuestion：
属性：
int id
方法：
public DeleteQuestion()
public DeleteQuestion(int id)
public static DeleteQuestion parseDeleteQuestion(String input)
public void deleteQuestion(List<? extends Question> questions, int id)
心得与建议
我的代码在第一次编写的时候因为图省事，很多功能都放在了Main函数当中，需要进行模块化处理，将其分划出来，以便于调试。（也就是所谓的“高耦合度”）
另一方面，存在大量重复代码以及没有异常处理，这点纯粹是因为懒得动脑子。。。。。。最后，被某人告诉我说代码中存在很多硬编码问题，但是我听不懂，最后还是把字符串输入改了一下，部分改为了常量。
第二次pta
这次是新的题面，勉强能写。
Device：抽象基类，包含所有设备的共有特性，如标识符、引脚电压和抽象方法。
Switch：继承自Device，实现一个开关设备，具有开闭状态。
MultiSpeedController：继承自Device，实现一个多档位控制器，具有多个档位。
ContinuousController：继承自Device，实现一个连续控制器，档位值在0到1之间。
IncandescentLamp：继承自Device，实现一个白炽灯，输出电压根据电压差计算。
FluorescentLamp：继承自Device，实现一个荧光灯，输出电压根据电压差计算。
CeilingFan：继承自Device，实现一个吊扇，输出电压根据电压差计算。
Main：主类，处理输入、管理设备和连接、更新设备状态、输出结果。
Device
属性：
String identifier
double pin1Voltage
double pin2Voltage
方法：
Device(String identifier)
String getIdentifier()
abstract void updateState()
void setPin1Voltage(double voltage)
void setPin2Voltage(double voltage)
double getPin1Voltage()
double getPin2Voltage()
abstract String output()
Switch
继承：Device
属性：
boolean isClosed
方法：
Switch(String identifier)
void updateState()
String output()
boolean isClosed()
MultiSpeedController
继承：Device
属性：
int currentGear
static final int MAX_GEAR
方法：
MultiSpeedController(String identifier)
void increaseGear()
void decreaseGear()
void updateState()
String output()
int getCurrentGear()
ContinuousController
继承：Device
属性：
double gearValue
方法：
ContinuousController(String identifier)
void setGearValue(double value)
void updateState()
String output()
double getGearValue()
IncandescentLamp
继承：Device
属性：
int outputVoltage
方法：
IncandescentLamp(String identifier)
void updateState()
String output()
FluorescentLamp
继承：Device
属性：
int outputVoltage
方法：
FluorescentLamp(String identifier)
void updateState()
String output()
CeilingFan
继承：Device
属性：
int outputVoltage
方法：
CeilingFan(String identifier)
void updateState()
String output()
Main
属性：
Map<String, Device> devices
Map<String, List
方法：
void processConnection(String connection)
void createDevice(String id)
void processControl(String control)
void updateDevices()
void outputResults()
static void main(String[] args)
心得与建议
重复代码：在Switch, MultiSpeedController, ContinuousController类中，存在重复的电压更新逻辑，可以提取到基类中。
强制类型转换：使用instanceof和强制类型转换，设计不够优雅。可以使用多态来避免这些检查。
电压更新逻辑的统一性：在updateDevices方法中，电压更新逻辑和电压传递逻辑混杂，建议分离。
异常处理：代码中缺少异常处理，例如在解析输入时，可能会遇到格式错误。
代码注释：可以增加更多有意义的注释，特别是在复杂逻辑部分，以便于理解和维护。
设备创建逻辑：createDevice方法中使用字符串前缀判断设备类型，不够灵活。可以考虑使用工厂模式创建设备实例。
系统扩展性：当前设计对新设备的支持不够灵活，如果需要增加新设备，需要修改多处代码，可以考虑使用设计模式提高扩展性。
通过以上改进，可以使代码更加简洁、易维护、易扩展。
第三次pta
这次就是纯思路框架，没写出来。。。。。。
和前一次进行对比
相同点
基本功能相似：两个题目都涉及智能家居强电电路的模拟，包括控制设备和受控设备的管理。
控制设备类型：两者都涉及开关、分档调速器和连续调速器的模拟。
受控设备类型：都有白炽灯、日光灯和吊扇。
设备状态更新：都需要根据控制设备的状态来更新受控设备的状态。
输入输出格式：输入都是设备信息、连接信息和控制设备的调节信息；输出都是设备的当前状态或参数。
不同点
新增设备：第二个题目新增了落地扇设备。
电路类型：第二个题目增加了串联和并联电路的信息输入，复杂度更高。
电阻考虑：第二个题目引入了电阻的概念，不同设备有不同的电阻值。
并联电路：第二个题目需要处理并联电路的信息和计算。
电路结构复杂度：第二个题目中，电路结构的复杂度增加，需要处理多条串联电路和并联电路的情况。
思路
定义设备类：
定义控制设备类和受控设备类。
控制设备包括开关、分档调速器、连续调速器。
受控设备包括白炽灯、日光灯、吊扇和落地扇。
管理电路连接：
解析输入信息，创建设备和连接信息。
处理串联和并联电路的信息。
更新设备状态：
根据控制设备的调节信息更新设备状态。
计算各设备的输出状态，考虑电压、电阻等因素。
输出结果：
按照要求的顺序输出所有设备的状态或参数。
代码框架
`import java.util.*;
abstract class Device {
protected String identifier;
protected double pin1Voltage = 0;
protected double pin2Voltage = 0;
public Device(String identifier) {
this.identifier = identifier;
}
public String getIdentifier() {
return identifier;
}
public void setPin1Voltage(double voltage) {
this.pin1Voltage = voltage;
}
public void setPin2Voltage(double voltage) {
this.pin2Voltage = voltage;
}
public double getPin1Voltage() {
return pin1Voltage;
}
public double getPin2Voltage() {
return pin2Voltage;
}
public abstract void updateState();
public abstract String output();
}
class Switch extends Device {
private boolean isClosed;
public Switch(String identifier) {
super(identifier);
this.isClosed = false;
}
@Override
public void updateState() {
isClosed = !isClosed;
pin2Voltage = isClosed ? pin1Voltage : 0;
}
@Override
public String output() {
return "@" + identifier + ":" + (isClosed ? "closed" : "turned on");
}
}
class MultiSpeedController extends Device {
private int currentGear;
private static final int MAX_GEAR = 3;
public MultiSpeedController(String identifier) {
super(identifier);
this.currentGear = 0;
}
public void increaseGear() {
if (currentGear < MAX_GEAR) {
currentGear++;
}
}
public void decreaseGear() {
if (currentGear > 0) {
currentGear--;
}
}
@Override
public void updateState() {
pin2Voltage = (pin1Voltage * currentGear * 0.3);
}
@Override
public String output() {
return "@" + identifier + ":" + currentGear;
}
}
class ContinuousController extends Device {
private double gearValue;
public ContinuousController(String identifier) {
super(identifier);
this.gearValue = 0.00;
}
public void setGearValue(double value) {
if (value >= 0.00 && value <= 1.00) {
this.gearValue = value;
}
}
@Override
public void updateState() {
pin2Voltage = (pin1Voltage * gearValue);
}
@Override
public String output() {
return "@" + identifier + ":" + String.format("%.2f", gearValue);
}
}
class IncandescentLamp extends Device {
private int outputVoltage;
private final int resistance = 10;
public IncandescentLamp(String identifier) {
super(identifier);
}
@Override
public void updateState() {
double voltageDifference = Math.abs(pin1Voltage - pin2Voltage);
if (voltageDifference > 220) {
outputVoltage = 200;
} else if (voltageDifference >= 10) {
outputVoltage = 50 + (int) ((200.0 - 50) / (220.0 - 10.0) * (voltageDifference - 10));
} else {
outputVoltage = 0;
}
}
@Override
public String output() {
return "@" + identifier + ":" + outputVoltage;
}
}
class FluorescentLamp extends Device {
private int outputVoltage;
private final int resistance = 5;
public FluorescentLamp(String identifier) {
super(identifier);
}
@Override
public void updateState() {
double voltageDifference = Math.abs(pin1Voltage - pin2Voltage);
outputVoltage = voltageDifference > 0 ? 180 : 0;
}
@Override
public String output() {
return "@" + identifier + ":" + outputVoltage;
}
}
class CeilingFan extends Device {
private int outputVoltage;
private final int resistance = 20;
public CeilingFan(String identifier) {
super(identifier);
}
@Override
public void updateState() {
double voltageDifference = Math.abs(pin1Voltage - pin2Voltage);
if (voltageDifference < 80) {
outputVoltage = 0;
} else if (voltageDifference > 150) {
outputVoltage = 360;
} else {
outputVoltage = 80 + (int) (((360.0 - 80) / (150.0 - 80) * (voltageDifference - 80)));
}
}
@Override
public String output() {
return "@" + identifier + ":" + outputVoltage;
}
}
class FloorFan extends Device {
private int outputVoltage;
private final int resistance = 20;
public FloorFan(String identifier) {
super(identifier);
}
@Override
public void updateState() {
double voltageDifference = Math.abs(pin1Voltage - pin2Voltage);
if (voltageDifference < 80) {
outputVoltage = 0;
} else if (voltageDifference >= 80 && voltageDifference < 100) {
outputVoltage = 80;
} else if (voltageDifference >= 100 && voltageDifference < 120) {
outputVoltage = 160;
} else if (voltageDifference >= 120 && voltageDifference < 140) {
outputVoltage = 260;
} else {
outputVoltage = 360;
}
}
@Override
public String output() {
return "@" + identifier + ":" + outputVoltage;
}
}
class SerialCircuit {
private List
public void addDevice(Device device) {
devices.add(device);
}
public void updateDevices() {
for (Device device : devices) {
device.updateState();
}
}
public List<Device> getDevices() {
return devices;
}
}
class ParallelCircuit extends SerialCircuit {
private List
public void addSerialCircuit(SerialCircuit circuit) {
serialCircuits.add(circuit);
}
@Override
public void updateDevices() {
for (SerialCircuit circuit : serialCircuits) {
circuit.updateDevices();
}
}
}
public class Main {
private static Map<String, Device> devices = new LinkedHashMap<>();
private static List
private static List
public static void main(String[] args) {
Scanner scanner = new Scanner(System.in);
Main system = new Main();
boolean firstInput = true;
while (scanner.hasNextLine()) {
String line = scanner.nextLine();
if (line.equals("end")) {
break;
}
if (line.startsWith("#T")) {
system.processSerialCircuit(line);
} else if (line.startsWith("#M")) {
system.processParallelCircuit(line);
} else if (line.startsWith("#")) {
system.processControl(line);
}
}
system.updateAllCircuits();
system.outputResults();
}
private void processSerialCircuit(String line) {
String[] parts = line.substring(4).split(" ");
SerialCircuit circuit = new SerialCircuit();
for (String part : parts) {
String[] pins = part.substring
`
总结
通过这三次 Java 编程作业，我深刻体会到了编程的复杂性和挑战性。尽管过程中遇到了许多困难，但每次作业都帮助我提升了编程技能和问题解决能力。
第一次 PTA 作业 主要涉及问题的解析和存储、学生答卷的评分等基本操作，尽管时间紧迫，但最终在时间外完成了任务。通过这次作业，我学会了如何使用类和对象来组织代码，并认识到代码模块化和减少耦合的重要性。
第二次 PTA 作业 增加了设备管理和状态更新的复杂度，我在编写代码时遇到了重复代码和异常处理不足的问题。通过这次作业，我学会了如何通过设计模式来改进代码的扩展性和维护性。
第三次 PTA 作业 虽然没有完全实现，但提供了一个复杂的智能家居强电电路模拟的框架。通过对比与前一次作业的不同点，我进一步理解了复杂系统的设计思路和多态性的应用。
在这些作业中，我不仅巩固了 Java 编程的基础知识，还学会了如何应对和解决实际编程中的各种问题。我意识到，编程不仅需要扎实的技术基础，更需要细致的思考和不断的优化。希望通过不断的学习和实践，能够进一步提升自己的编程能力和专业素养