面向对象第一次大作业

面向对象第一次大作业 - nanqiu

news/2025/11/22 10:26:31/文章来源:https://www.cnblogs.com/nanqiugj/p/19253288

一、前言

1. 核心知识点

三次pta大作业围绕电梯调度展开，核心知识点逐渐深入：

基础语法：从简单的输入输出、条件判断、循环，到枚举（enum）、类与对象的使用。
数据结构：用到了链表（LinkedList）存储请求队列，哈希集合（HashSet）实现请求去重。
面向对象：从单类实现，到拆分出请求类（PassengerRequest）、队列类（RequestQueue）、控制器类（ElevatorController），逐步体现封装和分工思想。
逻辑调度：核心是电梯的请求处理逻辑，包括判断方向一致性、选择最近目标楼层等简单调度算法。

2. 题量与迭代

三次题目集是递进式迭代，题量相似但功能逐步完善：

第一次：实现最基础的电梯功能，区分内部 / 外部请求，处理简单的上下行逻辑。
第二次：封装请求为PassengerRequest类，拆分出请求队列和控制器，逻辑更清晰。
第三次：优化细节，比如更明确的错误提示、完善队列操作方法，让调度逻辑更严谨。

3. 难度变化

初期（第一次）：主要难点是理解内部 / 外部请求的区别，以及电梯移动的基础逻辑（循环打印楼层）。
中期（第二次）：需要理解类的拆分思想，比如为什么要把请求、队列、控制器分开写，刚开始可能觉得 “多此一举”，但慢慢能体会到代码复用的好处。
后期（第三次）：难点在调度逻辑的细节优化，比如如何判断 “同方向优先”“距离更近优先”，需要理清多个条件的优先级。

总体来说，三次迭代更像是 “一步一个脚印” 的学习过程，从 “能跑起来” 到 “跑起来更合理”。

二、设计与分析

1. 第一次大作业：先让电梯 “动起来”

（1）第一次就俩类：Elevator（管电梯所有事）和Main（管输入）：

Elevator里塞了 “当前楼层”“请求队列”“移动方法”，啥都管；
用ElevatorState枚举标电梯状态（停 / 跑 / 门开门关），比写 “true/false” 清楚。

（2）代码质量

总览：

详细报表：

分析：

代码 220 行，基本没写注释；
一个类里没拆分方法，最大方法写了 33 行，看半天才能懂；
没分 “内部 / 外部请求”，逻辑堆一起，改起来费劲。

(3)结论
第一次最大的收获是 “电梯能跑了”，但工具报表提醒我：代码堆一起 = 难维护。比如想改 “请求怎么存”，得把整个Elevator类翻一遍。

2. 第二次大作业：把功能 “拆分开”

（1）这次拆成了 5 个类，各有各的功能：

新增PassengerRequest：专门存 “谁按的、按的哪层”；
新增RequestQueue：专门管请求的 “存 / 取 / 去重”；
新增ElevatorController：专门管 “先处理哪个请求”；
Elevator只负责 “移动”“开关门”。

（2）代码质量
总览：

详细报表：

分析

代码 300 行，关键逻辑标了注释；
每个类平均 10 个方法，方法变短了（平均 6.6 行），一眼能看懂；
但PassengerRequest的equals()方法有点复杂，工具标了 “最大复杂度 6”。

（3）结论
拆分之后，代码清爽多了！比如要改 “怎么选下一个请求”，只动ElevatorController就行。工具报表也告诉我：拆分 = 代码变简单。

3. 第三次大作业：把细节 “磨细点”

（1）代码类图：

RequestQueue新增了 “判断内部请求空不空”“外部请求空不空” 的方法；
每个类的方法更短，逻辑更专一。

（2）代码质量

总览：

详细报表：

分析：

代码 346 行，注释基本关键地方都写了；
最大复杂度降到 1，方法平均 7 行，看一眼就知道干啥；
类和方法的分工更明确，工具标了 “平均复杂度 1.00”。

(3)结论
第三次最大的收获是 “细节决定体验”，比如RequestQueue加了 “判断队列空不空” 的方法，调度逻辑不用自己数队列长度了，细节磨得越细，代码越好写。

三、采坑心得

<1>第一次大作业踩的坑：“单类堆所有功能”，代码又点混乱。

输入样例

1
20
<3,UP>
<5>
<6,DOWN>
<7>
<3>
end

正确输出样例：

Current Floor: 1 Direction: UP
Current Floor: 2 Direction: UP
Current Floor: 3 Direction: UP
Open Door # Floor 3
Close Door
Current Floor: 4 Direction: UP
Current Floor: 5 Direction: UP
Open Door # Floor 5
Close Door
Current Floor: 6 Direction: UP
Current Floor: 7 Direction: UP
Open Door # Floor 7
Close Door
Current Floor: 6 Direction: DOWN
Open Door # Floor 6
Close Door
Current Floor: 5 Direction: DOWN
Current Floor: 4 Direction: DOWN
Current Floor: 3 Direction: DOWN
Open Door # Floor 3
Close Door

①第一次写代码时，把 “电梯移动、请求管理、调度逻辑” 全塞在Elevator类里:

private int currentFloor = 1;
private LinkedList<Integer> internalQueue; // 内部请求
private LinkedList<Integer> externalUpQueue; // 外部上行请求// 一个方法干所有事：调度+移动+开门
public void processAll() {// 1. 判断方向（写了5行if-else）// 2. 选目标楼层（又写了5行if-else）// 3. 移动（循环打印楼层）// 4. 开门关门（打印提示）
}

心得：当测试输入<3,UP>、<5>时，改了 processAll里的代码，结果电梯到 3 楼没停，直接跑 5 楼了 —— 输出里少了 “Open Door # Floor 3”，找错要找半天才改的过来，不分类，在修改自己代码错误时会十分难受。

<2>第二次大作业：请求去重自己写循环

过滤重复请求时，没用HashSet，写了循环：

class RequestQueue {public void addInternal(int floor) {// 循环查队列，有没有重复请求for (int f : internalQueue) {if (f == floor) return;}internalQueue.add(floor);}
}

在测试输入 5 个<3>时，程序卡了，但改后用HashSet，输入样例里
的<3,UP><3,UP>自动过滤成 1 个，输出只开了 1 次 3 楼的门。
改用哈希后就没有卡顿：

private Set<Integer> internalSet = new HashSet<>();
public void addInternal(int floor) {if (internalSet.add(floor)) { internalQueue.add(floor);}
}

心得：我觉得合理用一些Java 库里现成的工具比我们自己手写一个更加方便和高效，不会出现太多的bug。

<3>第三次大作业：类拆分了，逻辑还存在些漏洞

就比如说需求让 “外部请求处理后，把目的楼层加内部队列”，我写在Elevator的openDoor里：

class Elevator {public void openDoor() {System.out.println("开门");requestQueue.addInternal(passenger.getTargetFloor());}
}

这导致了测试输入<5,4>，电梯到 5 楼开门后，不会把 4 楼加入内部队列，输出里没有 “Current Floor: 4 Direction: DOWN”，乘客没去成目的地。

修改：电梯类不应该管队列的，应该把队列放在已有的ElevatorController类里：

class ElevatorController {public void processPassenger(Passenger p) {if (p是外部请求) { // 比如p的sourceFloor≠当前楼层requestQueue.addInternal(p.getTargetFloor()); // 转内部队列}}
}

心得：各个类要分清楚自己负责的部分，如果混着用，后续改代码容易出连锁 bug，导致一堆错误。

四、改进建议

类再拆细一点：把现在的RequestQueue分成两个类 ——InternalQueue（专门管电梯里的请求）和ExternalQueue（专门管外面的请求），这样调度时不用来回判断 “是内部还是外部”，直接调用对应队列的方法，不容易乱。
重复代码抽出来：三次作业里，“判断楼层是不是有效（没超最大 / 最小楼层）” 写了好几次，下次可以单独写个Tool类，把 “校验楼层”“解析输入” 这些重复的功能放进去，后续直接调用，不用重复写代码。
测试用例记下来：把之前的输入样例（比如<3,UP>、<5,4>）整理成一个 “测试清单”，每次改代码后，按清单跑一遍，确保之前的功能没被改坏。

五、总结

这三次作业学到的知识
类别堆一起：一开始把所有功能塞一个类里，改一点就崩；后来学会按 “干活分工” 拆类（电梯管移动、调度管安排、队列管存请求），代码好懂多了。
会用现成工具：之前自己写循环去重，又慢又错；现在知道用HashSet一句话去重，省了好多事，除了HashSet，再学学 Java 里其他好用的类，更加高效的帮助自己写代码。
逻辑要清晰：明白外部请求的流程是 “外面按电梯→电梯到源楼层接人→把目的楼层加到内部请求→送乘客到目的地”，每个步骤要交给对应类干，不能乱。