前言

本单元主要是学习 UML 建模语言，与往年实现 UML 解析器不同，今年要求我们实现图书馆模拟系统，并且使用类图、状态图和顺序图描述自己的设计，练习基于模型的设计。

正向建模和开发

本单元要求先进行建模设计架构，再根据设计进行实现，从而减少由于实现过程中架构不明导致的重构，设计主要分为三类

  1. 类图设计，需要使用名词法等抽象出各个类，然后思考类之间的关联、依赖和继承关系等
  2. 状态图设计，对于某些可能有多个维度状态的对象，比如图书设计出其各个状态以及之间的转移，从而理清图书相关的逻辑
  3. 顺序图设计，对于每个动作需要设计出顺序图，显示出各个类之间的协作流程

同时上面三种设计需要相互对应，从关联关系和可见性等方面。先设计再实现的流程也让我们能够积累对架构设计的经验，好的架构有事半功倍的效果。

架构设计

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通过LibraryManager对各个学校的Library进行及其之间的运输进行统筹管理，Library下有4个管理员进行执行相应的功能，但Library还是进行调度的核心，为了图看着简洁，管理员之间没有协作，这也是有些功能实现和题目所述流程不同甚至有些别扭的原因，第一次作业还可以使用单例模式进行操作，后两次就没办法了。

写代码的过程中总会发现架构设计的不足，然后需要进行重新思考设计并修改。（有些时候总会忘记同步 UML 图，就像忘记更新注释一样）

架构设计思维的演进

第一单元几乎没有什么设计，主打一个everything is expression，一些类的设计很鸡肋，核心代码都聚集在一起，也并没有使用什么设计模式，导致最后代码十分臃肿，耦合程度很高，和面向对象也没什么关系。

第二单元使用了生产者-消费者模式、单例模式等，让各个类的职责更加清晰和单一了，在第二次作业由自由竞争重构为调度器调度时的改动也不是很大，也算是高内聚、低耦合。

第三单元自己的架构设计主要是异常抛出部分，使用了工厂模式，让后续的异常迭代相对简单一点。

第四单元通过 UML 图的设计，架构设计的能力得到了一定的提升，如何抽象出类和方法，如何设计它们之间的练习等；同时也了解了提前设计的重要性，一个优秀的架构能让代码的可维护性和扩展性更高。

测试思维的演进

主要是通过随机构造数据加评测机的方式进行测试，但一个很明显的缺点就是——测不全，随机数据可能并没有涉及到错误或者过程错误答案正确也是可能的，同时对于某些要求性能的程序，随机数据强度可能不够，所以并不能保证程序的可靠性，某些时候需要自己构造边界数据或者有强度的数据进行压力测试。

在第三单元的时候，还提到了诸如单元测试和回归测试等，在需要保证程序绝对正确的时候，这些测试可以让正确性得到进一步保证。

收获

  • 学习到了面向对象的思想和一些高效的设计模式以及多线程的实现。
  • 代码能力和代码风格都得到了不小的提升。
  • 在互测的压力下学会了不同的测试方法确保代码正确性。
  • 养成了先设计再实现的习惯，遵循 SOLID 原则设计架构让后续的实现过程避免了很多没必要的卡顿和调整。
  • 研讨课上和同学的交流沟通也让我积累了一些有用的技巧。