BUAA OO 课程总结
当开始写这个文档的时候,我真正意识到当我完成它后 OO 就结课啦,内心有些不舍和茫然。非常感谢 OO 课程为我打下了面向对象的基石,接下来的路需要自己去探索啦 ~
unit1——递归下降
架构设计思维
思维上从面向过程进入面向对象阶段。对象是指把逻辑聚合的数据和函数形成物理聚合,这方便了我们按照数据的处理流程、状态变化和处理层次来进行处理。第一单元是利用递归下降算法处理表达式,形式化语言描述让表达式结构一目了然。抽象层次结构利用继承和接口,通过对一组类共性行为的抽取结果使行为设计和行为实现相分离,减少代码冗余性。在第一单元设计中,表达式由项组成,项由因子组成,因子包括常量因子、变量因子等,可建立抽象层次,都实现 factor interface,简化引用并抽象出所有实现共性的接口(向下重用和扩展)。
测试思维
测试主要是通过评测机实现,python库中有 sympy ,正确性比对比较方便。另外按照形式化语言表述,对数据类型进行划分,形成输入划分层次树,做到覆盖性测试;观察数据范围,测试边界情形,逐步增大数据大小,进行压力测试,从而优化时间性能以及找出bug。
unit2——多线程设计
架构设计思维
线程、共享、交互形成了面向并发和协同抽象的层次结构,通过 synchronized 关键字、读写锁等线程互斥方式,保证线程安全,通过 wait、notify、join 等线程协作方式保证并发行为的协同和效率。
Pipeline 模式也称为流水线模式。将一个任务处理分解为若干个处理阶段,其中每个处理阶段的输出作为下一个处理阶段的输入,并且各个处理阶段都有相应的工作者线程去执行相应的计算。基于 Pipeline 模式,在多线程电梯实时系统中,线程有输入装置、调度器、电梯三类。输入线程和调度器线程共享请求队列。调度器线程和电梯线程共享电梯内等待队列。
如何建立稳定、灵活、健壮的设计呢?一是提取数据和行为的共性,分析类之间的关系,形成层次结构,将不同职责的对象划分到不同的层中实现。二是尽量遵循SOLID原则,提高程序的可维护性,比如说单一职责原则,要求每个模块只(完整)负责自己的事情,而不是万能的,这可以降低类内的复杂度和类之间的耦合。三是高内聚低耦合的设计,内聚是从功能角度来度量模块内的联系;耦合是软件结构中各模块之间相互连接的一种度量;通过简化接口设计,只对外暴露最小限度的接口;隐藏实现细节等方式降低软件复杂度。
测试思维
多线程的程序bug复现具有偶然性,应设置不同的数据场景测试,例如电梯系统中随机数据、高并发请求场景(压力测试)、所有请求要求同样的出发楼层或目的楼层等。还可以设置debug类,输出一些辅助信息观察错误原因。
unit3——规格化设计
架构设计思维
规格化设计分为数据规格和方法规格,数据规格为类所管理的数据内容及其有效性(invariant,constraint),方法规格为类所提供的操作,要规约前置条件require、后置条件和副作用,另外注意子类与父类的规格关系。规格与实现分离是指将规格说明与具体实现分开,以实现更好的灵活性、可维护性和可扩展性。比如说在unit3中规格定义了 people[]
,在实现时为了获取方便我们使用 HashMap
进行存储。虽然规格对数据和方法进行了描述,但只对模块接口进行规约,没有限制模块内部细节设计,所以数据容器的选择、中间数据的存储和检索、规格的层次化以及算法的选择依然是需要在实现中思考的问题。
测试思维
OK测试方法可以检验代码实现与规格的一致性,通过逐条比对规格与代码,可以发现代码中的错误,确保代码实现了规格中定义的所有功能。功能测试依据需求设计构造测试用例,观察输出是否符合预期,要求覆盖所有功能场景。单元测试是针对程序模块(软件设计的最小单位)来进行正确性检验的测试工作,确保每个功能模块都能够独立地正常运行,在测试 OKTest 编写是否正确时就采用了这种方式。另外就是评测机设计,主要就是增加随机数据大小进行压力测试。
unit4——模型化设计
架构设计思维
模型化设计指先使用系统化的模型语言来表示设计结果,进而开展设计与实现,通过类图按数据和类提取抽象形成抽象层次,通过顺序图完善类的职责和关联关系,通过状态图完善类的行为规格设计,进行正向建模。在使用starUML画类图的时候我个人感觉添加注释不太方便,当然也是我还是不太熟悉UML语言,导致有些东西我可能需要自然语言表述。
测试思维
通过正向建模可以理清数据状态变化等信息,从而划分数据场景,进行构造测试。
课程收获
我的架构设计能力得到了提升,在设计时会下意识增强类的封装性、高内聚低耦合等方式来降低软件复杂度;我的编程能力得到了进一步提升,从百行代码向千行代码的尝试;我的测试能力得到了进一步加强,不再仅仅局限于手动构造数据或者只是构造随机数据评测机,而是根据数据场景实现有针对性的、覆盖性以及更多形式的测试。在oo课程中我第一次接触较大型的程序设计,让我不断认识到架构设计的重要性,学会如何实现可读性和可维护性较高、复杂度较低的工程代码,相信以后面对大型项目能更加游刃有余。
偷偷说:当上oo助教了耶 开心 o(* ̄▽ ̄*)ブ