第三次Blog作業——對本門課程的總結

前言

在本學期面向對象程序設計的學習過程中，完成許多任務了：

PTA作業：前三次題目集主要是對程序設計基礎知識的回顧。到第四次題目集，接觸到類的概念并開始了我人生中第一次類設計。從第五次到第七次題目集是對單部電梯調度程序的設計和迭代，第八次和第九次題目集是對航空貨運管理系統的設計和迭代。最后兩次題目集則是到了集合框架和期末復習。
Blog作業：分別是對PTA作業中的程序設計與迭代的總結，和本次作業對整門課程的總結。
實驗：實驗一主要是Java環境的安裝和測試，實驗二到四是對大象裝冰箱程序的不斷迭代和設計，實驗五是使用JavaFX技術為大象裝冰箱程序引入圖形界面。
線上課程以及線下課程：對使用Java進行面向對象程序設計的知識進行講解。

面向對象技術總結

一、封裝

核心思想：將數據與操作數據的方法綁定在一起，隱藏內部實現細節，僅暴露必要的接口。

實現方式：

訪問修飾符：

private：僅當前類可見（最嚴格的封裝）。
public：全項目可見。
protected：同包或子類可見。
默認（無修飾符）：同包可見。

getter/setter 方法：

通過公共方法訪問和修改私有屬性。

點擊查看代碼

class Point
{
    private double x;
    private double y;

    public Point()
    {
        x = 0;
        y = 0;
    }

    public Point(double x, double y)
    {
        this.x = x;
        this.y = y;
    }

    public double getX()
    {
        return x;
    }

    public void setX(double x)
    {
        this.x = x;
    }

    public double getY()
    {
        return y;
    }

    public void setY(double y)
    {
        this.y = y;
    }

    public void dispaly()
    {
        System.out.printf("(%.2f,%.2f)\n" , x, y);
    }

}

來自實驗七：點與線

二、繼承

核心思想：子類繼承父類的屬性和方法，實現代碼復用。

關鍵特性：

關鍵字：extends（Java 只支持單繼承）。

構造函數調用：子類構造函數默認調用父類無參構造（super()）。

方法重寫（Override）：子類可覆蓋父類方法，需滿足：

方法名、參數列表、返回類型完全一致。
訪問修飾符不能比父類更嚴格。

super 關鍵字：訪問父類的屬性或方法。

點擊查看代碼

class Lion extends Animal
{
    public Lion(String name, int weight, int height)
    {
        super(name, weight, height);
    }

    @Override
    public void cry()
    {
        System.out.println(getName() + "：怒吼一聲");
    }

    @Override
    public int getAttackPower()
    {
        return 1;
    }
}

來自實驗四

繼承是 “is-a” 關系（如 Dog is-a Animal）。

父類的private成員無法被繼承。

三、多態

核心思想：同一操作作用于不同對象，產生不同的執行結果。

兩種形式：

編譯時多態（靜態多態）：

通過方法重載（Overload）實現。

要求：方法名相同，參數列表不同（類型 / 順序 / 數量）。

運行時多態（動態多態）：

通過方法重寫和父類引用指向子類對象實現。

點擊查看代碼

Animal animal = new Lion();  // 父類引用指向子類對象
animal.cry();  // 調用Lion的cry()方法（動態綁定）

來自實驗四

優勢：

提高代碼擴展性（如新增子類無需修改調用方代碼）。
實現接口復用，降低耦合度。

四、抽象類

定義：

包含abstract關鍵字的類，不能直接實例化。

特點：

可包含抽象方法（無方法體，需子類實現）和普通方法。
子類必須實現所有抽象方法（除非子類也是抽象類）。

點擊查看代碼

abstract class Cargo implements Ratable
{
    private int id;
    private String name;

    private double length;
    private double width;
    private double height;

    private double grossWeight;

    public Cargo()
    {
    }

    public Cargo(int id, String name, double length, double width, double height, double grossWeight)
    {
        this.id = id;
        this.name = name;
        this.length = length;
        this.width = width;
        this.height = height;
        this.grossWeight = grossWeight;
    }

    public int getId()
    {
        return id;
    }

    public void setId(int id)
    {
        this.id = id;
    }

    public String getName()
    {
        return name;
    }

    public void setName(String name)
    {
        this.name = name;
    }

    public double getLength()
    {
        return length;
    }

    public void setLength(double length)
    {
        this.length = length;
    }

    public double getWidth()
    {
        return width;
    }

    public void setWidth(double width)
    {
        this.width = width;
    }

    public double getHeight()
    {
        return height;
    }

    public void setHeight(double height)
    {
        this.height = height;
    }

    public double getGrossWeight()
    {
        return grossWeight;
    }

    public void setGrossWeight(double grossWeight)
    {
        this.grossWeight = grossWeight;
    }

    public double getVolumeWeight()
    {
        return length * width * height / 6000;
    }

    public double getFeeWeight()
    {
        return Math.max(grossWeight, getVolumeWeight());
    }

    public double getCost()
    {
        return getFeeWeight() * getRate();
    }
}

class NormalCargo extends Cargo
{
    public NormalCargo()
    {
    }

    public NormalCargo(int id, String name, double length, double width, double height, double grossWeight)
    {
        super(id, name, length, width, height, grossWeight);
    }

    @Override
    public double getRate()
    {
        if (getFeeWeight() < 20)
        {
            return 35;
        }
        else if (getFeeWeight() < 50)
        {
            return 30;
        }
        else if (getFeeWeight() < 100)
        {
            return 25;
        }
        else
        {
            return 15;
        }
    }
}

來自題目集九：航空貨運管理系統

五、接口

定義：

使用interface關鍵字，本質是特殊的抽象類（全是抽象方法）。

特點：

接口中的屬性默認是public static final。
子類用implements實現接口，需實現所有抽象方法。

點擊查看代碼

interface Ratable
{
    double getRate();
}

來自題目集九：航空貨運管理系統

六、集合框架

核心架構：以java.util包為核心，分為Collection和Map兩大體系。

1. Collection 體系（存儲單個元素）

List 接口：有序、可重復，實現類包括：

ArrayList：基于數組，隨機訪問快，增刪慢。
LinkedList：基于鏈表，增刪快，隨機訪問慢。
Vector：線程安全（已過時，推薦CopyOnWriteArrayList）。

Set 接口：無序、不可重復，實現類包括：

HashSet：基于哈希表，查詢快，插入順序不保留。
TreeSet：基于紅黑樹，元素有序（需實現Comparable）。
LinkedHashSet：保留插入順序，結合哈希表和鏈表。
Queue 接口：隊列（先進先出），實現類如LinkedList、PriorityQueue。

2. Map 體系（存儲鍵值對）

HashMap：基于哈希表，查詢和修改效率高（非線程安全）。
TreeMap：基于紅黑樹，鍵有序（需實現Comparable）。
ConcurrentHashMap：線程安全的高效 Map（Java 8 后用分段鎖優化）。
Hashtable：線程安全（已過時，不推薦）。

常用操作：

遍歷：for-each、迭代器（Iterator）、Lambda 表達式（Java 8+）。
泛型：List、Map<Integer, Object>，避免類型轉換異常。

七、異常

異常是程序運行時的錯誤，Java 通過try-catch-finally和throws機制處理。

異常分類：

Checked Exception：必須顯式處理（如IOException）
Unchecked Exception：繼承自RuntimeException（如NullPointerException）
Error：系統級錯誤（如OutOfMemoryError）

點擊查看代碼

    public static void savePaid(OrderManager orderManager)
    {
        try (FileWriter writer = new FileWriter("order_manager.txt", true))
        {
            writer.write(orderManager.toString());
            writer.write(System.lineSeparator());
        }
        catch (IOException e)
        {
            e.printStackTrace();
        }
    }

來自JavaFX作業

八、JavaFX

核心組件：

控件：Button、TextField、TableView、Chart等。
布局：BorderPane、HBox、VBox、GridPane。
事件處理：Lambda 表達式或匿名內部類（如button.setOnAction(e -> System.out.println("Clicked"))）。

點擊查看代碼

import javafx.application.Application;
import javafx.geometry.Insets;
import javafx.geometry.Orientation;
import javafx.scene.Scene;
import javafx.scene.control.*;
import javafx.scene.layout.*;
import javafx.scene.paint.Color;
import javafx.scene.text.Font;
import javafx.scene.text.Text;
import javafx.stage.Stage;

public class Main extends Application
{

    public static void main(String[] args)
    {
        launch(args);
    }

    @Override
    public void start(Stage primaryStage)
    {
        primaryStage.setTitle("JavaFX Slider 功能演示");
        BorderPane root = new BorderPane();
        root.setPadding(new Insets(20));

        // 創建頂部標題
        Text title = new Text("JavaFX Slider 功能演示");
        title.setFont(Font.font("Arial", 24));
        title.setFill(Color.DARKBLUE);
        HBox titleBox = new HBox(title);
        titleBox.setPadding(new Insets(0, 0, 20, 0));
        titleBox.setAlignment(javafx.geometry.Pos.CENTER);
        root.setTop(titleBox);

        // 創建滑塊演示區域
        VBox sliderDemoBox = new VBox(20);
        sliderDemoBox.setPadding(new Insets(20));
        sliderDemoBox.setBorder(new Border(new BorderStroke(Color.LIGHTGRAY, BorderStrokeStyle.SOLID, CornerRadii.EMPTY, BorderWidths.DEFAULT)));

        // 水平滑塊
        Label basicSliderLabel = new Label("水平滑塊:");
        Slider basicSlider = new Slider(0, 100, 50);

//        basicSlider.setShowTickLabels(true); // 顯示刻度
//        basicSlider.setShowTickMarks(true); // 顯示刻度線
//        basicSlider.setMajorTickUnit(20); // 設置主刻度間隔
//        basicSlider.setMinorTickCount(4); // 設置每個主刻度間的小刻度數量

        Label basicSliderValueLabel = new Label("當前值: " + basicSlider.getValue());
//         觀察者模式獲取Slider的值
//        basicSlider.valueProperty().addListener((observable, oldValue, newValue) ->
//        {
//            basicSliderValueLabel.setText("當前值: " + String.format("%.1f", newValue.doubleValue()));
//        });

        VBox basicSliderBox = new VBox(10, basicSliderLabel, basicSlider, basicSliderValueLabel);

        // 垂直滑塊
        Label verticalSliderLabel = new Label("垂直滑塊:");
        Slider verticalSlider = new Slider(0, 30, 15);
//        verticalSlider.setOrientation(Orientation.VERTICAL); // 設置為垂直滑塊，默認值為HORIZONTAL

//                verticalSlider.setShowTickLabels(true); // 顯示刻度
//                verticalSlider.setShowTickMarks(true); // 顯示刻度線
//                verticalSlider.setMajorTickUnit(10); // 設置主刻度間隔
//                verticalSlider.setMinorTickCount(1); // 設置每個主刻度間的小刻度數量

        HBox verticalSliderBox = new HBox(20, verticalSliderLabel, verticalSlider);
        verticalSliderBox.setAlignment(javafx.geometry.Pos.CENTER_LEFT);

        // 添加所有滑塊演示到主區域
        sliderDemoBox.getChildren().addAll(basicSliderBox, verticalSliderBox);
        root.setCenter(sliderDemoBox);
        Scene scene = new Scene(root, 600, 800);
        primaryStage.setScene(scene);
        primaryStage.show();
    }
}

翻轉課堂的示例

踩坑心得

一、冷靜和耐心

寫PTA熬到深夜，代碼始終跑不通。

這不是我一個人的經歷，許多同學也有共同的體驗。究其原因，不僅僅是審題和題目難度的問題，還有在一次又一次的失敗面前紅溫，最終失去耐心，進行著沒有意義的嘗試。面對難題，清醒的頭腦和百折不撓的耐心是很重要的品質。

二、合理的設計

對于一個需要不斷迭代的項目來說，一個合理的設計非常重要。
在我一開始設計類的時候，這一點就做的非常不好。比如單部電梯調度程序，根本就沒有設計，先寫代碼，然后拿著代碼生成類圖，結果生成了一團蜘蛛網

這對于后續的迭代造成了極大的困難。

改進建議及總結

建議

希望提交實驗不要手敲代碼，這真的太折磨了。雖然代碼可以復制上一次的實驗，但是實驗提交系統的用戶體驗實在是太糟糕了，沒有ide的自動補全和錯誤提示也就算了，甚至連顯示空白字符的功能也沒有。不僅如此，在這個實驗提交系統上打字也很不舒服，用起來還不如記事本。
希望線上課程的作業部分的答案能夠合理一些，比如答案是"final"和"static"，輸入是"static"和"final"，還有答案是"super()";，輸入是"super()"。這種情況都能被判錯誤。
希望實驗指導書的內容能夠具體一些，有的地方指導書要求實現每個功能，但這個功能應該用在什么地方卻沒有提及，經常搞得人一頭霧水。

總結

本學期的面向對象程序設計學習，是從基礎語法到復雜系統設計的全面進階。從最初通過 PTA 題目集回顧 Java 基礎，到逐步接觸類設計、電梯調度與航空貨運系統的迭代開發，每一次作業和實驗都推動著對封裝、繼承、多態等核心思想的理解從理論走向實踐。印象最深的是在單部電梯調度程序中，因初期類設計不合理導致的代碼混亂，讓我深刻認識到面向對象設計中 “高內聚、低耦合” 的重要性；而 JavaFX 圖形界面的開發，則讓我體會到面向對象思想在跨領域應用中的靈活性。
實驗與 Blog 作業的結合，幫助我將碎片化的知識系統化 —— 從大象裝冰箱程序的迭代到航空貨運系統的架構設計，每一次總結都伴隨著對代碼邏輯的重新審視。盡管在 PTA 作業中多次因細節錯誤熬夜調試，也在實驗提交系統中遇到過操作不便的問題，但這些挑戰反而強化了查錯能力和耐心。如今再回顧最初生成的 “蜘蛛網” 類圖，更能感受到從 “面向過程” 到 “面向對象” 思維轉變的價值。這門課程不僅夯實了 Java 編程基礎，更培養了我用系統化思維解決復雜問題的能力，為后續軟件開發學習奠定了堅實基礎。

posted @ 2025-06-22 21:49 存默閱讀(11) 評論(0) 收藏舉報

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mcuno

第三次Blog作業——對本門課程的總結

前言

面向對象技術總結

一、封裝

核心思想：將數據與操作數據的方法綁定在一起，隱藏內部實現細節，僅暴露必要的接口。

實現方式：

訪問修飾符：

getter/setter 方法：

二、繼承

核心思想：子類繼承父類的屬性和方法，實現代碼復用。

關鍵特性：

關鍵字：extends（Java 只支持單繼承）。

構造函數調用：子類構造函數默認調用父類無參構造（super()）。

方法重寫（Override）：子類可覆蓋父類方法，需滿足：

super 關鍵字：訪問父類的屬性或方法。

繼承是 “is-a” 關系（如 Dog is-a Animal）。

父類的private成員無法被繼承。

三、多態

核心思想：同一操作作用于不同對象，產生不同的執行結果。

兩種形式：

編譯時多態（靜態多態）：

通過方法重載（Overload）實現。

運行時多態（動態多態）：

優勢：

四、抽象類

定義：

特點：

五、接口

定義：

特點：

六、集合框架

核心架構：以java.util包為核心，分為Collection和Map兩大體系。

1. Collection 體系（存儲單個元素）

List 接口：有序、可重復，實現類包括：

Set 接口：無序、不可重復，實現類包括：

2. Map 體系（存儲鍵值對）

常用操作：

七、異常

異常是程序運行時的錯誤，Java 通過try-catch-finally和throws機制處理。

異常分類：

八、JavaFX

核心組件：

踩坑心得

一、冷靜和耐心

二、合理的設計

改進建議及總結

建議

總結

一、封裝

核心思想：子類繼承父類的屬性和方法，實現代碼復用。

方法重寫（Override）：子類可覆蓋父類方法，需滿足：

super 關鍵字：訪問父類的屬性或方法。

繼承是 “is-a” 關系（如 Dog is-a Animal）。

核心思想：同一操作作用于不同對象，產生不同的執行結果。

核心架構：以java.util包為核心，分為Collection和Map兩大體系。

List 接口：有序、可重復，實現類包括：

Set 接口：無序、不可重復，實現類包括：

異常是程序運行時的錯誤，Java 通過try-catch-finally和throws機制處理。

八、JavaFX

一、冷靜和耐心

二、合理的設計