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面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計三次大作業(yè)總結(jié)

一、前言。

第一次作業(yè)共有九道題目，都是考察Java的基礎(chǔ)語法，我認為是用來讓我們適應(yīng)從C語言到Java的轉(zhuǎn)變的（雖然我沒做全對），沒有運用上Java特色：類與對象；

第二次作業(yè)共四道題，隨著學習進度的前進，我們也迎來了對象和類的學習，第二次作業(yè)用上了對象和類，還有方法，相對難度大大增加。其中，7-1和7-2的菜單計價程序，滲透到了面向?qū)ο蟮倪^程，類和對象的使用以及方法的構(gòu)造等。主要難點在于：1.類的設(shè)計與使用：要根據(jù)題目要求設(shè)計出合適的類，每個類具有不同的屬性、方法及構(gòu)造方法，在程序中實例化這些類并調(diào)用其方法實現(xiàn)功能；2.字符串處理：輸入的菜名和份額信息需要通過字符串處理來提取和解析數(shù)據(jù)，以便后續(xù)的計算和輸出；3.控制流語句：程序需要正確地選擇和執(zhí)行分支語句、循環(huán)語句和跳轉(zhuǎn)語句，以實現(xiàn)正確的用戶交互和求解過程。7-4的小明走格子，我怎么都過不了運行超時的坎，后來通過查閱資料，發(fā)現(xiàn)可以用字符流輸入（即一次只輸入一個字符）實現(xiàn)該題，可以通過調(diào)用Scanner類的next（）方法從控制臺讀取下一個單詞，并將該字符串轉(zhuǎn)化為一個字符數(shù)組char[] input。然后將該字符數(shù)組作為參數(shù)傳遞給countWays方法，開始遞歸計算從起點到終點的所有走法總數(shù)。

第三次作業(yè)共七道題，第一題菜單我沒寫出來（冷汗冷汗），7-3去掉重復的數(shù)字運用了輸入緩沖流方法，使用Java中的Set集合來實現(xiàn)去重，以及使用StringBuilder來進行字符串的拼接。Set是Java集合框架中的一種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，它是一個不包含重復元素的集合，需要注意的是，當元素存在重復時，Set會自動去重，因此最終的結(jié)果不會包含任何重復元素。這種去重方法也比較高效，尤其適用于對大量數(shù)據(jù)進行去重的情況。7-5面向?qū)ο缶幊蹋ǚ庋b性）則主要是對封裝性的理解（說實話挺難理解的）。

二、設(shè)計與分析。

三道菜單計價程序問題的設(shè)計與分析：

1.菜單計價程序-1

1）類圖：

 2）題目：

某飯店提供4種菜，每種菜品的基礎(chǔ)價格如下：
西紅柿炒蛋 15
清炒土豆絲 12
麻婆豆腐 12
油淋生菜 9

設(shè)計點菜計價程序，根據(jù)輸入的訂單，計算并輸出總價格。
訂單由一條或多條點菜記錄組成，每條記錄一行，最后以"end"結(jié)束
每條點菜記錄包含：菜名、份額兩個信息。
份額可選項包括：1、2、3，分別代表小、中、大份）

不同份額菜價的計算方法：
小份菜的價格=菜品的基礎(chǔ)價格。
中份菜的價格=菜品的基礎(chǔ)價格1.5。
小份菜的價格=菜品的基礎(chǔ)價格2。
如果計算出現(xiàn)小數(shù)，按四舍五入的規(guī)則進行處理。

3）分析：

Dish類：表示一個餐品，包括名字和單價等屬性。其中 getPrice(int portion) 方法用于根據(jù)不同的食物數(shù)量計算對應(yīng)的價格。

Menu類：表示菜單類，包括添加餐品，以及通過名稱查找餐品等方法。

Record類：表示一條記錄，即某個餐品和對應(yīng)的數(shù)量組成的記錄。其中 getPrice() 方法調(diào)用了 Dish 的 getPrice(int portion) 方法計算當前記錄的價格。

Order類：表示訂單類，包含記錄數(shù)組，可以根據(jù)輸入的餐品名稱、數(shù)量以及菜單信息創(chuàng)建新的 Record 對象，并將其加入到記錄數(shù)組中。同時，還提供了計算訂單總價的 getTotalPrice() 方法。

2.菜單計價程序-2

1）類圖：

2）題目：

設(shè)計點菜計價程序，根據(jù)輸入的信息，計算并輸出總價格。

輸入內(nèi)容按先后順序包括兩部分：菜單、訂單，最后以"end"結(jié)束。

菜單由一條或多條菜品記錄組成，每條記錄一行

每條菜品記錄包含：菜名、基礎(chǔ)價格 兩個信息。

訂單分：點菜記錄和刪除信息。每一類信息都可包含一條或多條記錄，每條記錄一行。
點菜記錄包含：序號、菜名、份額、份數(shù)。
份額可選項包括：1、2、3，分別代表小、中、大份。

刪除記錄格式：序號 delete

標識刪除對應(yīng)序號的那條點菜記錄。

不同份額菜價的計算方法：
小份菜的價格=菜品的基礎(chǔ)價格。
中份菜的價格=菜品的基礎(chǔ)價格1.5。
小份菜的價格=菜品的基礎(chǔ)價格2。
如果計算出現(xiàn)小數(shù)，按四舍五入的規(guī)則進行處理。

3）分析：

Menu 類：此類負責管理菜單項，其中 addDish 方法可用于將新的餐品（具有名稱和價格）添加到菜單列表中。另外， findDishByName 方法可用于查找指定名稱的餐品。

Dish 類: 表示某一道菜品，包含了名稱、單價等基本屬性及操作方法。

Record 類：表示購物車中的一條記錄，即某個餐品和對應(yīng)數(shù)量組成的記錄。其中 price 方法用于計算當前條目的總價格。

Order 類：表示訂單，可以通過菜單和記錄列表來創(chuàng)建一個 Order 對象。addARecord 和 delARecordByOrderNum 兩個方法可用于添加或刪除錯誤的記錄。getTotalPrice 方法可用于獲取整個訂單的總價值。

3.菜單計價程序-3

1）類圖：

2）題目：

設(shè)計點菜計價程序，根據(jù)輸入的信息，計算并輸出總價格。

輸入內(nèi)容按先后順序包括兩部分：菜單、訂單，最后以"end"結(jié)束。

菜單由一條或多條菜品記錄組成，每條記錄一行

每條菜品記錄包含：菜名、基礎(chǔ)價格 兩個信息。

訂單分：桌號標識、點菜記錄和刪除信息、代點菜信息。每一類信息都可包含一條或多條記錄，每條記錄一行或多行。

桌號標識獨占一行，包含兩個信息：桌號、時間。

桌號以下的所有記錄都是本桌的記錄，直至下一個桌號標識。

點菜記錄包含：序號、菜名、份額、份數(shù)。份額可選項包括：1、2、3，分別代表小、中、大份。

不同份額菜價的計算方法：小份菜的價格=菜品的基礎(chǔ)價格。中份菜的價格=菜品的基礎(chǔ)價格1.5。小份菜的價格=菜品的基礎(chǔ)價格2。如果計算出現(xiàn)小數(shù)，按四舍五入的規(guī)則進行處理。

刪除記錄格式：序號 delete

標識刪除對應(yīng)序號的那條點菜記錄。

如果序號不對，輸出"delete error"

代點菜信息包含：桌號 序號 菜品名稱 份額 分數(shù)

代點菜是當前桌為另外一桌點菜，信息中的桌號是另一桌的桌號，帶點菜的價格計算在當前這一桌。

程序最后按輸入的先后順序依次輸出每一桌的總價（注意：由于有代點菜的功能，總價不一定等于當前桌上的菜的價格之和）。

每桌的總價等于那一桌所有菜的價格之和乘以折扣。如存在小數(shù)，按四舍五入規(guī)則計算，保留整數(shù)。

折扣的計算方法（注：以下時間段均按閉區(qū)間計算）：

周一至周五營業(yè)時間與折扣：晚上（17：00-20：30）8折，周一至周五中午（10:30--14:30）6折，其余時間不營業(yè)。

周末全價，營業(yè)時間：9:30-21:30

如果下單時間不在營業(yè)范圍內(nèi)，輸出"table " + t.tableNum + " out of opening hours"

3）分析：

代碼的主要功能是管理餐廳點餐、結(jié)賬以及生成報表。程序在輸入過程中通過 Scanner 類來獲取控制臺上的輸入信息，處理完成后將結(jié)果輸出到控制臺。

具體來說，該程序包含一個 Dish 類和一個 Table 類，Dish 類用于存儲菜品名稱和價格，而 Table 類用于存儲桌號、日期、時間和訂單信息等。程序主函數(shù)采用 while 循環(huán)來不斷讀取輸入，根據(jù)用戶輸入執(zhí)行相應(yīng)的操作，直到用戶輸入 end 或 table 命令結(jié)束程序。

程序主體部分主要實現(xiàn)了以下功能：

1. 解析輸入并存儲菜品信息：整個程序最開始先解析用戶輸入得到菜名及其對應(yīng)的價格，并按輸入順序存儲到 dishes 數(shù)組中。

2. 獲取輸入中的桌號、日期、時間等信息：程序從輸入中獲取桌號、日期、時間等信息，并存儲在 tables 數(shù)組中。

3. 處理訂單：程序讀取用戶輸入中的“訂單編號-菜品名稱-份數(shù)-數(shù)量”信息，并按照特定的格式存儲在 order 數(shù)組中，同時計算每個訂單的總價并打印在控制臺上。

4. 結(jié)賬：當用戶輸入 end 命令時，程序先遍歷所有 tables，統(tǒng)計其中的所有訂單價格總和，并輸出結(jié)賬信息。

三、采坑心得。

1.非法輸入：

第一次作業(yè)7-9二進制數(shù)值提取：

import java.util.*;
import java.lang.*;
public class Main{
    public static void main(String[] args){
        Scanner input = new Scanner(System.in);
        String str=input.nextLine();
        int Len=str.length();
        int Flag=0;
        for(int t=0;t<Len;t++)
        {
            if(str.charAt(t)=='-'&&str.charAt(t+1)=='1'){
                Flag=1;
                break;
            }
            if(str.charAt(t)=='0'||str.charAt(t)=='1'){
                System.out.print(str.charAt(t));
            }
        }
        if(Flag==0){
            System.out.println("Wrong Format");
        }
    }
}

這段代碼存在問題是：對于長度為1的字符串輸入時，訪問了后面一個字符。

當輸入長度僅為1的字符串時，在循環(huán)中判斷if(str.charAt(t)=='-'&&str.charAt(t+1)=='1')會訪問到字符串外面的內(nèi)存空間，會產(chǎn)生StringIndexOutOfBoundsException異常。可以添加if(Len==1) return;來避免這個問題。

2.運行超時：

第二次作業(yè)7-4小明走格子：

import java.util.Scanner;

public class Main {
    public static void main(String[] args) {
        Scanner scanner = new Scanner(System.in);
        int m = scanner.nextInt();
        while (m-- > 0) {
            int n = scanner.nextInt();
            int[] dp = new int[n + 1];
            dp[0] = 1;
            dp[1] = 1;
            if (n >= 2) {
                dp[2] = 2;
            }
            if (n >= 3) {
                dp[3] = 4;
            }
            for (int i = 4; i <= n; i++) {
                dp[i] = dp[i - 1] + dp[i - 2] + dp[i - 3] + dp[i - 4];
            }
            System.out.println(dp[n]);
        }
    }
}

在網(wǎng)上查閱的資料建議可以通過字符流輸入（BufferedReader)，來提升輸入速度，從而減少運行時間；

還有的建議是使用滾動數(shù)組。因為dp[i]只與dp[i-1]、dp[i-2]、dp[i-3]、dp[i-4]有關(guān)，所以可以將數(shù)組中的元素不斷往后移，并使用一個指針表示當前計算到的位置。這樣可以避免不必要的空間浪費，從而降低時間復雜度。

import java.util.Scanner;

public class Main {
public static void main(String[] args) {
Scanner scanner = new Scanner(System.in);
int m = scanner.nextInt();
while (m-- > 0) {
int n = scanner.nextInt();
int[] dp = new int[5];
dp[0] = 1;
dp[1] = 1;
if (n >= 2) {
dp[2] = 2;
}
if (n >= 3) {
dp[3] = 4;
}
int cur = 4;
while(cur <= n){
int next = dp[3] + dp[2] + dp[1] + dp[0];
dp[0] = dp[1];
dp[1] = dp[2];
dp[2] = dp[3];
dp[3] = next;
cur++;
}
System.out.println(dp[3]);
}
}
}

使用滾動數(shù)組后，只需要記錄數(shù)組中最后四個元素，并隨著計算不斷往后更新，即可得到dp[n]的值。因此，在計算dp[i]時，只需要進行一次加法運算，而不需要再次訪問前面的數(shù)組元素，從而降低了時間復雜度，避免了超時的問題。

四、主要困難以及改進建議。

主要困難：

1.菜單計價程序需要維護菜品的名稱、價格、份數(shù)、總價等信息，需要建立相應(yīng)的數(shù)據(jù)模型來存儲和管理這些信息。如果數(shù)據(jù)模型設(shè)計不合理，會影響程序的可維護性、擴展性和性能。

2.在計算總價時，可能會出現(xiàn)精度丟失或者舍入誤差等問題，導致計算結(jié)果與實際結(jié)果存在差異。為了避免這個問題，程序需要使用適當?shù)臄?shù)據(jù)類型和算法，并進行精度控制和錯誤處理。

3.如果菜單計價程序需要支持多用戶并發(fā)操作，需要考慮多線程并發(fā)訪問帶來的數(shù)據(jù)一致性和安全性問題，并使用適當?shù)耐綑C制進行控制。

4.菜單計價程序可能涉及到多個相似的功能模塊，需要考慮代碼復用和重構(gòu)的問題，以提高代碼的重用性、可讀性和可維護性。這需要合理的設(shè)計架構(gòu)和代碼組織結(jié)構(gòu)，并使用適當?shù)脑O(shè)計模式和最佳實踐。

五、總結(jié)。

 一、對代碼：

對于Java代碼，我自身是帶有敬意的，因為C語言考試的不及格，多少對面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計是抱有巨大的憂患意識的，所以在做作業(yè)的時候不敢怠慢。聽老師的話先在IDEA（老師說也可以在eclipse）里先寫好再復制粘貼到PTA里，我也聽說了一些同學直接在PTA里寫，（邏輯，運行等）錯誤百出，浪費了很多時間。雖然真的學得特別吃力，但我會認真聽老師講課，去看別人寫的代碼，看別人下很大功夫才想出來的設(shè)計和算法。

二、對自己：

只能說盡力去學吧，Java本身就是一個十分龐大的東西，不能全指望老師上課講的那些語法，還要去找資源，自己去B站找視頻看。也是聽取了厲害大佬的建議：時刻提醒自己這門專業(yè)本身就不是以學習語法為重點。處理問題時一頭扎進問題中，忽略其他細節(jié)，在錯誤的方向上瘋狂進發(fā)，然后寫出來一堆沒意義的代碼，為了避免這種情況發(fā)生，老師講到的東西一定要注意，老師上課講的某些點很不經(jīng)意，但都是他這么多年寫代碼總結(jié)出來的經(jīng)驗，認真學吧，總有些收獲！！！

三、對教師：

我的面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計老師是羅老師，對我們很認真負責，上課也是一本正經(jīng)地上，我只能說在他的課上有種回到高中的感覺……

四、對這門課：

個人認為這種形式還不錯，課上老師輸出大波干貨，課下自己自行摸索，也有同學老師之間的交流協(xié)作過程，雖然這樣挺辛苦，但吃得苦中苦方為人上人嘛

還有就是這門課的考查方式，不是像上學期C語言那樣手寫代碼，而是真正地在筆記本上敲代碼，考察編程能力，真的是泰褲辣！