南昌航空大学 22207208-贺凯凯 第一次总结性Blog

一，前言
本项目中我们实现了一个模拟在线答题判分的程序，分为三次迭代，逐步扩展功能和复杂度。通过三次题目集的练习，我们从基本的答题判分系统开始，逐渐加入了多试卷、多学生、多题目管理等元素，最终形成一个多功能、多用户的答题管理系统。每个题目集中涉及的知识点包括输入处理、字符串解析、数据结构设计等，难度也从单一判题逐渐增加到复杂的试卷和学生信息的管理。题目数量递减，由5道题目递减到3道题目，但难度逐步递增。

二，设计与分析
1.题目集1第1题 设计一个风扇Fan类
本题要求我们设计一个Fan类来表示风扇的各项属性和行为。我们将风扇的速度、是否开启、半径、颜色作为数据成员，并提供相应的构造方法、访问器、修改器以及字符串输出方法。下面是主要的设计和分析：
1.类的常量：定义SLOW、MEDIUM和FAST三个常量，分别用1、2、3表示不同的速度。这使得速度有更清晰的表达方式，便于调用。

2.数据成员：
speed：整型，表示风扇的速度，默认为SLOW。
on：布尔型，表示风扇的开关状态，默认为false。
radius：双精度浮点型，表示风扇的半径，默认为5。
color：字符串类型，表示风扇的颜色，默认为white。

3.构造方法：
无参构造方法：初始化风扇为默认状态。
有参构造方法：接收速度、开关状态、半径和颜色参数，自定义风扇属性。
4.访问器和修改器：提供每个数据成员的get和set方法，使数据成员符合封装性原则。

5.toString() 方法：根据风扇是否开启返回描述信息。如果风扇开启，返回速度、颜色、半径及“fan is on”；如果风扇关闭，返回速度、颜色、半径及“fan is off”。

6.测试用例：要求创建两个风扇对象，一个是无参构造的默认风扇Fan1，另一个是根据用户输入的属性创建的自定义风扇Fan2，并通过调用toString方法输出风扇信息。
类图

7.注意事项
需要注意toString()方法中的条件判断，确保风扇在不同状态下输出的描述信息符合题目要求。
构造方法中的参数应当被适当地初始化到类的相应字段中，并考虑到非法输入的检查，例如速度的值限制在1到3之间。
注意设计输出格式，使其与题目样例严格一致，避免因格式错误影响测试通过率。
8.主要执行代码
// 创建风扇对象并从用户输入中获取风扇的属性
Fan fan1 = new Fan();
Scanner scanner = new Scanner(System.in);
int speed = scanner.nextInt();
boolean on = scanner.nextBoolean();
double radius = scanner.nextDouble();
scanner.nextLine();
String color= scanner.next();

      // 使用用户输入的属性创建第二个风扇对象
      Fan fan2 = new Fan(speed,on,radius,color);

      // 输出两个风扇的信息
      System.out.println("-------\nDefault\n-------");
      System.out.println(fan1.tostring());
      System.out.println("-------\nMy Fan\n-------");
      System.out.println(fan2.tostring());

2.题目集1第5题 答题判题程序-1
题目要求设计一个简易的答题系统，接收题目信息和用户答案，进行判题并输出结果。代码主要分为几个关键部分，包括读取题目信息、保存答题信息、判题、以及输出结果。

1. 需求分析
   输入：

题目数量：一个整数。
题目内容：每个题目包含题号、题目内容和标准答案，顺序不定。
答题信息：每题的答案，顺序与题目题号对应，后接"end"表示结束。

输出：

题目与用户答案：按照题目内容和用户答案顺序输出。
判题结果：输出“true”或“false”表示用户答案的正确性，顺序与题目题号一致。

2. 代码结构与功能
   代码通过几个类来管理题目和答案信息。

Main 类：主程序逻辑，负责读取输入并进行初始化。
Paper 类：用来存储所有题目。
Question 类：表示一个题目，包含题号、题目内容、标准答案，以及判题方法。
AnswerSheet 类：存储用户的答题信息并负责判题和输出。

3. 代码详解
   Main 类

Main类的main方法首先读取题目数量，并使用循环读取每道题目内容。
使用正则表达式拆分输入字符串，解析题号、题目内容、和标准答案，并添加到Paper实例中。
读取用户的答题信息，直到读取到"end"。将用户的答案与题号对应，存储在AnswerSheet实例中。

Paper 类
Paper类维护一个HashMap，存储每道题的题号和题目信息。
提供addQuestion方法用于保存题目，getAllQuestions方法用于获取所有题目。

Question 类
Question类用于存储题目的内容、标准答案及相关方法。
isStandardAnswer方法用于判断用户的答案是否正确.

AnswerSheet 类
AnswerSheet类包含用户的答题信息和判题结果。
addAnswer方法接收用户答案，存储到HashMap中。
judges方法遍历所有题目，并通过judge方法逐题判定正误，将结果存入jud列表。
output方法负责格式化输出题目内容、用户答案和判题结果。

4. 关键逻辑
   题目解析：使用正则表达式解析题目内容，split("#N:|#Q:|#A:")从原始字符串中提取题号、题目内容和标准答案。
   判题：通过Question类中的isStandardAnswer方法判定每道题目的正误，结果存入List。
   输出：output方法按要求格式化输出，每道题目和答题信息逐行显示，判题信息以“true”和“false”表示，按用户输入的顺序。
   // 遍历试卷中的所有问题并对用户的答案进行判断
   for (Question q : paper.getAllQuestions()) {
   String givenAnswer = answer.get(q.getNum());//用户答案
   jud.add(judge(givenAnswer,q));
   }

5. 类图
   

6. 踩坑心得
   在解析题目内容和答题信息时，使用正则表达式拆分字符串。若输入格式不规范（如多余空格、标记位置不对等），可能导致解析失败或抛出异常。
   
   解决方案：
   在使用正则表达式解析输入内容时，要确保去除多余空格，并捕获异常。trim()可以清除多余空格，同时增加异常处理，确保即便输入格式不严格，也能处理。
   // 1. 读取题目数量
   int questionCount = Integer.parseInt(scanner.nextLine().trim());
   Paper paper = new Paper();
   for (int i = 0; i < questionCount; i++) {
   String line = scanner.nextLine().trim();
   // 使用正则表达式解析题目信息
   String[] parts = line.split("#N:|#Q:|#A:");
   int num = Integer.parseInt(parts[1].trim());
   String question = parts[2].trim();
   String standardAnswer = parts[3].trim();
   paper.addQuestion(num, question, standardAnswer);
   }

7. 改进建议
   对于答案判断部分的改进，去除冗余方法：原来的 judge 方法只是调用 isStandardAnswer 方法，因此直接在 judges 方法中调用 isStandardAnswer 可以减少方法调用的开销。
   添加错误处理：在判断答案的同时增加了对 givenAnswer 是否为空的判断，以避免潜在的空指针异常。
   public void judges() {
   // 遍历试卷中的所有问题并对用户的答案进行判断
   for (Question q : paper.getAllQuestions()) {
   String givenAnswer = answer.get(q.getNum());//用户答案
   jud.add(judge(givenAnswer,q));
   }

}
 public boolean judge(String answer,Question q){
    return q.isStandardAnswer(answer);
 }

改进后
public void judges() {
// 遍历试卷中的所有问题并对用户的答案进行判断
for (Question q : paper.getAllQuestions()) {
    String givenAnswer = answer.get(q.getNum()); // 用户答案
    // 使用安全的判断机制，避免空指针异常
    jud.add(givenAnswer != null && q.isStandardAnswer(givenAnswer));
}
}

3.题目集2第4题
本题基于前题（答题判题程序-1）的基础上进行扩展。核心任务是设计一个答题判题程序，增加试卷（TestPaper）和答卷（AnswerSheet）功能，以便通过多种输入信息动态生成考试题目、计算分数并输出判题结果。
1.主要设计：
输入信息的解析：新增了试卷信息（包含试卷号和题目分值）和答卷信息（包含试卷号和答案），并要求能处理题目、试卷、答卷混合顺序输入，支持题号缺失和分值不满100分的试卷。
判题和评分的灵活性：题目支持缺失题号，答卷支持题目答案数量与试卷不一致。分值不满100的试卷会触发警告但不影响正常判分。
面向对象设计的扩展性：为了适应新增的试卷和答卷信息，设计了题目类（Question）、试卷类（TestPaper）、答卷类（AnswerSheet），各类职责单一，方法清晰，便于维护和扩展。
2. 需求分析
输入：
题目信息：每行包含题号、题目内容和标准答案，顺序不定，题号可能缺失。
格式：#N:题目编号 #Q:题目内容 #A:标准答案
样例：#N:1 #Q:1+1= #A:2
试卷信息：每行代表一张试卷，包含试卷号、题目编号和题目分值。
格式：#T:试卷号 题目编号-题目分值
样例：#T:1 1-5 2-8
答卷信息：每行包含一个试卷的答案，包含试卷号和该试卷题目的答案。
格式：#S:试卷号 #A:答案内容
样例：#S:1 #A:5 #A:22
输出：
试卷总分警示：若试卷总分不等于100分，则输出提示信息。

格式：alert: full score of test paper 试卷号 is not 100 points
题目与用户答案：按照题目顺序输出题目内容、用户答案和判题结果。

格式：题目内容~答案~判题结果（true/false）
判分信息：输出每道题目的得分和总分，按照输入顺序排列。

格式：题目得分1 题目得分2 ... ~ 总分
错误的试卷号提示：如果答案信息中的试卷号找不到，输出错误提示。

格式：the test paper number does not exist

3. 代码结构与功能
   代码采用面向对象的设计，共由四个主要类组成：Main 类、Question 类、TestPaper 类、AnswerSheet 类。

Main 类
主程序逻辑：负责读取题目信息、试卷信息、答卷信息的输入，对数据进行解析和初始化。
输入数据解析：根据前缀#N:, #T:, #S:判断信息类型并调用相应解析方法。
输出数据格式化：判定试卷总分，输出判题结果和答题总分。
Question 类
功能：表示一道题目，包含题号、题目内容和标准答案。
方法：
isCorrectAnswer(String answer)：判断用户答案是否正确。
TestPaper 类
功能：存储一张试卷的信息，包括试卷号和题目编号、题目分值。
方法：
addQuestion(int num, int score)：添加题目及其分值。
isFullScoreValid()：判断试卷总分是否为100分。
AnswerSheet 类
功能：存储答卷信息并负责判分与输出结果。
方法：
judgeAnswers()：判定答案的正确性并输出结果。
calculateScore()：计算每个题目的得分并输出总分

4. 边界条件
   单个题目与试卷：确保系统能够处理单一题目和单一试卷的情况。
   题号缺失：支持题号非连续的输入，并保证按顺序输出。
   答案缺失：答卷中的答案数量少于试卷中的题目数量时，输出“answer is null”并得0分。
   多余答案：答卷中的答案多于试卷中的题目数量时，忽略多余的答案。
   无效试卷号：答卷中的试卷号不存在时，输出错误提示“the test paper number does not exist”。

5. 类图
   

6. 踩坑心得
   1. 对于输入的题目#N:1 #Q:1+1= #A:2，以空格分隔解析，出现非零返回错误
   if(input.startsWith("#N")){
   String[] parts = input.split(" ");//这里
   int questionNum = Integer.parseInt(parts[0].split("

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