第十到第十六周—— BLOG_3

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面對對象程式設計 第十到十六周作業總結 引言：java的課程進入尾聲，但是編程的路才剛開始。 前言：這三周的大作業主要考察各個類之間的關係，數據的封裝，類的繼承，多態，介面，抽象類，集合框架等多個知識的綜合運用。 自學正則表達式的使用，有些題目對於格式的判斷非常的複雜，使用正則表達有效判斷了輸入的合 ...


　　面對對象程式設計---第十到十六周作業總結

　引言：java的課程進入尾聲，但是編程的路才剛開始。

前言：這三周的大作業主要考察各個類之間的關係，數據的封裝，類的繼承，多態，介面，抽象類，集合框架等多個知識的綜合運用。

　　　自學正則表達式的使用，有些題目對於格式的判斷非常的複雜，使用正則表達有效判斷了輸入的合法性，並且減少了大量的格式判斷代碼。

 　      通過三次大作業寫完電信計費問題，這樣的方式相比之前的點線型友好了太多，這樣就又充分的時間去書寫代碼，完成代碼的內容。

　　　三次大作業彼此關聯難度又呈持平的狀態，給我們編碼時提供了莫大的信心。

　PTA大作業6

　　各題目 設計與分析 踩坑心得 改進意見 核心代碼分析：

　　（1）7-1 電信計費系列1-座機計費

設計與分析：

類圖如下：

　　

 

 

 

 

 

 

 

 

 

　　此題的難度在於不好下手，做此類圖較為複雜的題，需要仔細觀察類圖，明確類圖之間的聯繫

　　在此題中 User類中的userRecord是這道題目的突破口，在這個userRecord中可以把用戶的通話記錄數據放入，便於Chargemode在中間的調用。

　　然後再去理解類圖中的chargeMode類，這是這個程式的核心代碼，通過這一段計算出用戶的花費，完成程式。

　　雖然類圖看起來非常的複雜，但只要將代碼分解，先從user入手，自然就寫到了userRecord，接著就補充到chargemode，再然後就去構思main函數，獲取輸入數據即可

踩坑心得：

 

 這應該是我最重要的一部分代碼，看起來非常的簡單，但得來是十分不容易的。

這道題目涉及到對arrayList排序的問題。我開始是先聲明一個User user[]的對象數組，先歷便arrayList，將數據賦值給user[],

再用compareTo方法對字元串進行冒泡排序，但是排序之後就出現了一個問題，我通過user數組賦值沒有辦法刪除重覆的元素，這就導致輸出重覆。

雖然最後解決了重覆的問題，但是這種方法效率比較低，我又找到了以上方法。

在把數據比較入arrayList時進行，如果arratList的user.numble值比後一個要大，那麼用j記錄下arrayList中的位置，再用指定位置插入，將新進來的數字插入進來，這樣插入完成後就已經是有序的了。

 

改進意見：

　　1.由上圖可知，這個代碼的圈複雜度達到了19，這說明代碼的質量不高。因為我在寫題目的過程中，只註意需要完成題目要求的功能，而沒有對代碼進行優化，導致寫了過多的if/else語句，據查找資料，if/else 和迴圈的使用會使得圈複雜度提高，改進的方法是將if/else語句換成switch語句，可以有效減少圈複雜度。

　　2.可以將判斷的邏輯顛倒過來，這樣代碼的思路就會更加的清晰，代碼的可讀性也會更高。

　　3.可以將arrayList換成hashset,用集合簡化題目。

核心代碼分析：

① 數據判斷的正則表達式：

        final String regex = "^u-[0-9]{11,12} 0$";
        final String regex0 = "^t-[0]{1}[0-9]{9,11} [0]{1}[0-9]{9,11} [0-9]{4}[.](([1-9]{1})|([1]{1}[0-2]{1}))[.]([1-9]|([1-2]{1}[0-9]{1})|(3[0-1])) (([0-1][0-9])|(2[0-3]))[:]([0-5][0-9])[:]([0-5][0-9]) [0-9]{4}[.](([1-9]{1})|([1]{1}[0-2]{1}))[.]([1-9]|([1-2]{1}[0-9]{1})|3[0-1]) (([0-1][0-9])|(2[0-3]))[:]([0-5][0-9])[:]([0-5][0-9])$";
        final String regex00 = "^079[0-9]$";

②arrayList的排序演算法：

while(!s.equals("end")) {
            if(Pattern.matches(regex, s)) 
            {
                String s0 = s.substring(2);
            String str[] = s0.split("[ ]");
                int flag=0;
            User user = new User();
            user.setNumber(str[0]);
            for(User i:list){
                if(i.getNumber().equals(user.getNumber()))
                    flag=1;
            }
            int j=0;
            for(User m:list) {
                if(m.getNumber().compareTo(user.getNumber())>0)
                    break;
                j++;
            }
                if(flag==0){
            
                        list.add(j,user);
                
                }

            
            }

 

 7—2電信計費系列2-手機+座機計費

　各題目 設計與分析 踩坑心得 改進意見 核心代碼分析：

　　（1）7-2 串口字元解析 

設計與分析：

類圖如下（其他與上一題基本相同）

 

 

 

 

 此題的難點在於對於手機來說：撥打電話和接聽電話都需要計費，不但需要判斷是撥打還是接聽，還需要判斷所在的位置。

對於接聽來說，所在的位置如果發生變化，相應的計費金額也會有所改變。

核心就來到了判斷輸入是否合法，輸入的時間是否合法等問題，其意思是說如過無法判斷輸入數據的準確與否，就無法寫出這道題目。

我同樣採取了正則表達式判斷時間，對於本題給出的格式yyyy-MM-dd HH:mm:ss。我寫了一個簡易的時間正則表達式。

在獲得輸入的數據後需要瞭解計費規則的相關類，

這些類的核心方法是： calCost（ArrayList<CallRecord> callRecords）。 該方法針根據輸入參數callRecords中的所有記錄計算某用戶的某一項費用；

如市話費。 輸入參數callRecords的約束條件：必須是某一個用戶的符合計費規則要求的所有記錄。 SendMessageRule是發送簡訊的計費規則類，用於計算發送簡訊的費用。

 

踩坑心得：

 

 

 這一部分的代碼就是五個部分的判斷，對於題目給出的五個地區不同的區號判斷。

只需要從地區範圍由小到大判斷，就不會遺漏數據了。

改進意見：

1、由上圖分析，這道題的圈複雜度為70，超過了15，這表明代碼的質量還可以提高，這道題是由於寫了很多個迴圈的結果導致。其實有些迴圈可以把他合併起來，這樣既減少了代碼的行數，又提高了代碼的質量。

2、這道題存在有些代碼重覆率過高的問題，可以通過靜態方法的調用，解決這些代碼的重覆問題。

核心代碼分析:

①時間的正則表達式：

final String landtel = "t-[0]{1}[0-9]{9,11} 1[0-9]{10} [0-9]{3,4} [0-9]{4}[.](([1-9]{1})|([1]{1}[0-2]{1}))[.]([1-9]|([1-2]{1}[0-9]{1})|(3[0-1])) (([0-1][0-9])|(2[0-3]))[:]([0-5][0-9])[:]([0-5][0-9]) [0-9]{4}[.](([1-9]{1})|([1]{1}[0-2]{1}))[.]([1-9]|([1-2]{1}[0-9]{1})|3[0-1]) (([0-1][0-9])|(2[0-3]))[:]([0-5][0-9])[:]([0-5][0-9])$";
        // 座機--電話
final String teltel = "t-1[0-9]{10} [0-9]{3,4} 1[0-9]{10} [0-9]{3,4} [0-9]{4}[.](([1-9]{1})|([1]{1}[0-2]{1}))[.]([1-9]|([1-2]{1}[0-9]{1})|(3[0-1])) (([0-1][0-9])|(2[0-3]))[:]([0-5][0-9])[:]([0-5][0-9]) [0-9]{4}[.](([1-9]{1})|([1]{1}[0-2]{1}))[.]([1-9]|([1-2]{1}[0-9]{1})|3[0-1]) (([0-1][0-9])|(2[0-3]))[:]([0-5][0-9])[:]([0-5][0-9])$";
final String telland = "t-1[0-9]{10} [0-9]{3,4} 0[0-9]{9,11} [0-9]{4}[.](([1-9]{1})|([1]{1}[0-2]{1}))[.]([1-9]|([1-2]{1}[0-9]{1})|(3[0-1])) (([0-1][0-9])|(2[0-3]))[:]([0-5][0-9])[:]([0-5][0-9]) [0-9]{4}[.](([1-9]{1})|([1]{1}[0-2]{1}))[.]([1-9]|([1-2]{1}[0-9]{1})|3[0-1]) (([0-1][0-9])|(2[0-3]))[:]([0-5][0-9])[:]([0-5][0-9])$";

②arrayList的使用：

if (Pattern.matches(regextel, s)) {
                    String s0 = s.substring(2);
                    String str[] = s0.split("[ ]");
                    int flag = 0;
                    User user = new User();
                    user.setNumber(str[0]);
                    for (User i : listtel) {
                        if (i.getNumber().equals(user.getNumber()))
                            flag = 1;
                    }
                    int j = 0;
                    for (User m : listtel) {
                        if (m.getNumber().compareTo(user.getNumber()) > 0)
                            break;
                        j++;
                    }
                    if (flag == 0) {
                        listtel.add(j, user);
                    }
                }

            } else if (Pattern.matches(regex0, s) || Pattern.matches(landtel, s)) {// 座機通話記錄 座機打座機 // 增加座機打手機
                if (Pattern.matches(regex0, s)) {
                    UserRecords ue = new UserRecords();
                    CallRecord callRecord = new CallRecord();
                    String str[] = s.split("[ ]");
                    String d1 = str[2] + " " + str[3];
                    String d2 = str[4] + " " + str[5];
                    Date da1 = new SimpleDateFormat("yyyy.MM.dd HH:mm:ss").parse(d1);
                    Date da2 = new SimpleDateFormat("yyyy.MM.dd HH:mm:ss").parse(d2);
                    callRecord.setCallingNumber(str[0].substring(2));
                    callRecord.setCallingAddressAreaCode(str[0].substring(2, 6));
                    callRecord.setAnswerNumber(str[1]);
                    callRecord.setAnswerAddressAreaCode(str[1].substring(0, 4));
                    callRecord.setStartTime(da1);
                    callRecord.setEndTime(da2);
                    for (User j : list) {
                        if (j.getNumber().equals(callRecord.getCallingNumber())) {
                            ue = j.getUserRecords();
                        } else
                            continue;
                        if (callRecord.getAnswerAddressAreaCode().equals(callRecord.getCallingAddressAreaCode())) { // 判斷地區
                            ue.addCallingInCityRecords(callRecord);
                        } else if (callRecord.getAnswerAddressAreaCode().equals("0701")
                                || Pattern.matches(regex00, callRecord.getAnswerAddressAreaCode())) {
                            ue.addCallingInProvinceRecords(callRecord);
                        } else
                            ue.addCallingInLandRecords(callRecord);
                        j.setUserRecords(ue);
                        break;
                    }
                }
                if (Pattern.matches(landtel, s)) {
                    UserRecords ue = new UserRecords();
                    UserRecords ue0 = new UserRecords();
                    CallRecord callRecord = new CallRecord();
                    s = s.substring(2);
                    String str[] = s.split("[ ]");
                    String d1 = str[3] + " " + str[4];
                    String d2 = str[5] + " " + str[6];
                    Date da1 = new SimpleDateFormat("yyyy.MM.dd HH:mm:ss").parse(d1);
                    Date da2 = new SimpleDateFormat("yyyy.MM.dd HH:mm:ss").parse(d2);
                    callRecord.setCallingNumber(str[0]);
                    callRecord.setCallingAddressAreaCode(str[0].substring(0,4));
                    callRecord.setAnswerNumber(str[1]);
                    callRecord.setAnswerAddressAreaCode(str[2]);
                    callRecord.setStartTime(da1);
                    callRecord.setEndTime(da2);
                    // 分區域放進去
                    for (User j : list) {
                        if (j.getNumber().equals(callRecord.getCallingNumber())) {
                            ue = j.getUserRecords();
                        } else continue;
                            
                        if (callRecord.getAnswerAddressAreaCode().equals(callRecord.getCallingAddressAreaCode())) { // 判斷地區
                            ue.addCallingInCityRecords(callRecord);
                        } else if (callRecord.getAnswerAddressAreaCode().equals("0701")
                                || Pattern.matches(regex00, callRecord.getAnswerAddressAreaCode())) {
                            ue.addCallingInProvinceRecords(callRecord);
                        } else
                            ue.addCallingInLandRecords(callRecord);
                        j.setUserRecords(ue);
                        break;
                    }

 

7-1 電信計費系列3-簡訊計費

各題目 設計與分析 踩坑心得 改進意見 核心代碼分析：

（1）7—1 計算兩點間的距離

設計與分析：

 

 

 

這題只需要用一個String的字元串去接收題目中的輸入，再使用String中的方法spilt將字元串進行拆分

本題的難度在於判斷輸入的簡訊字元段，同意採用正則表達的，在計算字元串的長度就可以了。

 踩坑心得：

 

 實現這道題目主要就是截取到簡訊，在使用之前類似的方法就可以

改進建議：

1、由圖可知，該題的圈複雜度為17。這裡有點可惜，如果小於10代碼質量就會很好。改進可以減少迴圈的使用。

2、這題可以將獲取字元串變成一個字元數組。、此題可以將split方法改進，提高程式的執行效率

核心代碼分析：

①正則表達式：

final String regex = "^u-[0-9]{11,12} 0$";// 座機開戶u-[] 0;正則
        final String regex0 = "^t-[0]{1}[0-9]{9,11} [0]{1}[0-9]{9,11} [0-9]{4}[.](([1-9]{1})|([1]{1}[0-2]{1}))[.]([1-9]|([1-2]{1}[0-9]{1})|(3[0-1])) (([0-1][0-9])|(2[0-3]))[:]([0-5][0-9])[:]([0-5][0-9]) [0-9]{4}[.](([1-9]{1})|([1]{1}[0-2]{1}))[.]([1-9]|([1-2]{1}[0-9]{1})|3[0-1]) (([0-1][0-9])|(2[0-3]))[:]([0-5][0-9])[:]([0-5][0-9])$";
        // 座機撥打電話格式正則
        final String landtel = "t-[0]{1}[0-9]{9,11} 1[0-9]{10} [0-9]{3,4} [0-9]{4}[.](([1-9]{1})|([1]{1}[0-2]{1}))[.]([1-9]|([1-2]{1}[0-9]{1})|(3[0-1])) (([0-1][0-9])|(2[0-3]))[:]([0-5][0-9])[:]([0-5][0-9]) [0-9]{4}[.](([1-9]{1})|([1]{1}[0-2]{1}))[.]([1-9]|([1-2]{1}[0-9]{1})|3[0-1]) (([0-1][0-9])|(2[0-3]))[:]([0-5][0-9])[:]([0-5][0-9])$";
        // 座機--電話
        final String teltel = "t-1[0-9]{10} [0-9]{3,4} 1[0-9]{10} [0-9]{3,4} [0-9]{4}[.](([1-9]{1})|([1]{1}[0-2]{1}))[.]([1-9]|([1-2]{1}[0-9]{1})|(3[0-1])) (([0-1][0-9])|(2[0-3]))[:]([0-5][0-9])[:]([0-5][0-9]) [0-9]{4}[.](([1-9]{1})|([1]{1}[0-2]{1}))[.]([1-9]|([1-2]{1}[0-9]{1})|3[0-1]) (([0-1][0-9])|(2[0-3]))[:]([0-5][0-9])[:]([0-5][0-9])$";
        final String telland = "t-1[0-9]{10} [0-9]{3,4} 0[0-9]{9,11} [0-9]{4}[.](([1-9]{1})|([1]{1}[0-2]{1}))[.]([1-9]|([1-2]{1}[0-9]{1})|(3[0-1])) (([0-1][0-9])|(2[0-3]))[:]([0-5][0-9])[:]([0-5][0-9]) [0-9]{4}[.](([1-9]{1})|([1]{1}[0-2]{1}))[.]([1-9]|([1-2]{1}[0-9]{1})|3[0-1]) (([0-1][0-9])|(2[0-3]))[:]([0-5][0-9])[:]([0-5][0-9])$";
        final String regex00 = "^079[0-9]$";// 座機區號正則
        final String regextel = "u-1[0-9]{10} 1$";// 手機開戶正則
        final String regexmessage= "u-1[0-9]{10} 3$";
        final String regexmess = "m-1[0-9]{10} 1[0-9]{10} ([\\w]|[ ]|[.]|[,])+$";

②簡訊計費：

class SendMessageRule extends MessageChargeRule{

    double calCost(ArrayList<MessageRecord> messageRecords) {
        int  n=0;
        for(int i=0;i<messageRecords.size();i++) {
            if(messageRecords.get(i).getMessage().length()<=10) {
                n++;
            }
            else {
                if(messageRecords.get(i).getMessage().length()%10==0)
                    n += messageRecords.get(i).getMessage().length()/10;
                else
                    n += messageRecords.get(i).getMessage().length()/10+1;
            }
                
        }
        if(n<=3)
            return n*0.1;
        else if(n<=5)
            return 0.3+(n-3)*0.2;
        else
            return 0.7+(n-5)*0.3;
    }
    
}

實驗四

設計與分析：

 

 

 

 

 

 

實驗4（1）主要是理解看懂給出的類圖，根據類圖寫出代碼。理解各種抽象類之間的聯繫，最難的應該是GaneDate類型的理解。這個類把這幾個物品之間聯繫起來，實現游戲的功能，這幾個類圖之間的代碼實現

實驗4（2）在原有的基礎上把boat類繼承到abstractObjectial即可。把abstractransport變成介面，再用boat實現這個介面，這道題就算寫完。

在代碼實現過程中遇見的最大問題就是看懂題給出的類圖，寫出類圖這道題目就相當於完成了一大半，在這個基礎上把各個類串在一起，理解每個類之間的關係，就可以完成這道題。為了避免修改農夫過河前幾次代碼中代碼的主幹，我在游戲類中保留了這些代碼，這樣的代碼修改難度就降低了不少，最後運行完成後debug找出了一個邏輯上的錯誤，就提交了這次實驗。

 

 這是case31錯誤時的截圖，這道題這個點我也是測試了非常久才給出了正確的答案。

原因在於一個函數

 

 

實驗4（1）主要是理解看懂給出的類圖，根據類圖寫出代碼。理解各種抽象類之間的聯繫，最難的應該是GaneDate類型的理解。這個類把這幾個物品之間聯繫起來，實現游戲的功能，這幾個類圖之間的代碼實現

實驗4（2）在原有的基礎上把boat類繼承到abstractObjectial即可。把abstractransport變成介面，再用boat實現這個介面，這道題就算寫完。

在代碼實現過程中遇見的最大問題就是看懂題給出的類圖，寫出類圖這道題目就相當於完成了一大半，在這個基礎上把各個類串在一起，理解每個類之間的關係，就可以完成這道題。為了避免修改農夫過河前幾次代碼中代碼的主幹，我在游戲類中保留了這些代碼，這樣的代碼修改難度就降低了不少，最後運行完成後debug找出了一個邏輯上的錯誤，就提交了這次實驗。

改進意見：

1、如複雜度分析圖所示，本題的圈複雜度為33，超過了代碼的一般範圍，這就意味這該代碼的可讀性非常的差，而對與前文提到的方法都可有效減少圈複雜度。

2、本題的代碼有兩百多行，代碼的簡化就顯得尤為重要，應該適當的合適代碼的邏輯，讓代碼模塊化。

3、如果能夠將代碼的邏輯顛倒一下，程式將更加的合理。

核心代碼如下：

public abstract class AbstracTransport {
private String place ="a";public String departure ="a";
private int capacity;
private ArrayList<MaterialObject>goodses = new ArrayList<MaterialObject>();
abstract public void moveTo( String destination);
public int getCapacity() {
    return capacity;
}
public void setCapacity(int capacity) {
    this.capacity = capacity;
}
public String getPlace() {
    return place;
}
public void setPlace(String place) {
    this.place = place;
}
public ArrayList<MaterialObject> getGoodses() {
    return goodses;
}
public void setGoodses(ArrayList<MaterialObject> goodses) {
    this.goodses = goodses;
}
}
class Boat extends AbstracTransport{

    public void moveTo(String  destination) {
        if(this.getPlace() == destination)
                setPlace(departure);
        else
            setPlace(destination);
    }
    public void crossRiver(Person person) {
        if(person.isPlace())
            person.setPlace(departure);
        else
            person.setPlace("b");
    }
    public void crossRiver(Person person, MaterialObject m) {
        this.crossRiver(person);
        if(m.isPlace())
            m.setPlace(departure);
        else
            m.setPlace("b");
    }
    public void broad(MaterialObject m) {
        getGoodses().add(m);
    }
    
    public void disembark(MaterialObject m){
        getGoodses().remove(m);
        }
    }
public abstract class AbstractGame {
    private AbstractRule gameOverRule = new GameOverRule();
        
    private AbstractRule gameSuccessRule = new GameSuccessRule();
        
    private GameData gameDate = new GameData();
    
    public abstract void play() ;
        
    
}
public abstract class AbstractRule {
    public abstract boolean judge(GameData gameData);
}
class CrossRiverRule extends AbstractRule{
        public boolean judge(GameData gameData) {
        if(hasCross(gameData.cabbage)&&hasCross(gameData.sheep)&&hasCross(gameData.wolf)&&hasCross(gameData.farmer))
            return true;
        return false;
    }
    public boolean hasCross(MaterialObject m) {
        if( m.getPlace().equals(m.destination))
            return true;
        return false;
    }
}
class ObjectExistRule extends AbstractRule{
    public boolean judge(GameData gameData){
        if(gameData.sheep.isExist()&&gameData.wolf.isExist()&&gameData.cabbage.isExist())
            return true;
        return false;
    }
}
class GameOverRule extends AbstractRule{
    ObjectExistRule oe= new ObjectExistRule();
    CrossRiverRule cr = new CrossRiverRule();
    public boolean judge(GameData gameData) {
        if(!oe.judge(gameData))
            return true;
        if(cr.judge(gameData))
            return true;
        return false;
    }
}

學習心得：

1、通過三次作業的練習，強化了我對java語言的使用和理解，學習了很多編程時使用的技巧和方法，深化了我書寫代碼時的邏輯理解和對演算法的實現能力，拔高了我對程式設計的眼界和深度，領悟自上而下逐步細化的編程思想更加的透徹

2、知道了寫程式時細節決定成敗，必須一絲不苟，讓我對自己的水平有了一定的認知，提醒我今後的學習還有很多改進的地方，深刻瞭解了關於Java程式結構和代碼書寫的規範，以及要遵守的代碼書寫規範

3、積累了一些debug的經驗，深刻認識到了調試的重要性，學會了調試的基本技巧，如何設置斷點，單步進入，跟蹤參數，以及更改代碼的邏輯順序，排除邏輯錯誤，對提高代碼的質量大有改善。

4、學會了正則表達式的運用，合理的運用正則表達式能有效減少判斷格式代碼的行數，還可以準確的判斷出輸入的正確性。

5、面對複雜的類圖時不要盲目的下手，要尋找到一個突破口，從一點上去逐步書寫整個代碼，這樣寫出來的代碼就會條理比較清晰，效果也更好。

 
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