哈工大软件构造Lab3
2020年春季学期计算机学院《软件构造》课程Lab 3实验报告
1实验目标概述
本次实验覆盖课程第3、4、5章的内容，目标是编写具有可复用性和可维护性的软件，主要使用以下软件构造技术：
- 子类型、泛型、多态、重写、重载、继承、代理、组合
- 常见的OO设计模式
- 语法驱动的编程、正则表达式
- 基于状态的编程
- API设计、API复用
本次实验针对三个具体应用（高铁车次管理、航班管理、大学课表管理），通过ADT和泛型等抽象技术，开发一套可复用的ADT及其实现，充分考虑这些应用之间的相似性和差异性，使ADT有更大程度的复用（可复用性）和更容易面向各种变化（可维护性）。
2实验环境配置
3实验过程
3.1 待开发的三个应用场景
本次开发的三个应用场景：
- 航班管理
- 高铁车次管理
- 大学课表管理
共性：
应用启动，取消，完成，分配资源，时间均在创建时设定，setter和getter
个性：
- 位置的数量分别为2个，多个，1个
- 大学课表位置可改
- 资源数量分别为1个，多个，一个
- 高铁车次可挂起
3.2 面向可复用性和可维护性的设计：PlanningEntry。
3.2.1 PlanningEntry的共性操作
PlanningEntry设计为一个接口，用五个方法来实现状态的转换，
getter获取location、timeslot等一些信息。
setter设定状态转变时需要用到
进而，设计一个类CommonPlanningEntry来实现PlanningEntry，并实现PlanningEntry中的所有方法。
3.2.2 局部共性特征的设计方案
在任何一个维度上分别定义自己的接口，针对每个维度的不同特征取值，分别实现对该维度的接口的不同实现类，实现其逻辑操作。以资源为例：
3.2.3 面向各应用的PlanningEntry子类型设计（个性化特征的设计方案）
通过接口组合，将各种局部共性行为复合在一起，形成满足每个应用要求的特殊接口，从而该应用可直接实现该组合接口。在应用子类中，通过delegation到外部每个维度上的各具体实现类的相应特殊逻辑操作。以飞机航班为例：
Junit测试：
3.3 面向复用的设计：R
Resource被设计为一个接口，有3个实现类：AircraftResource、CarriagResourcee和TeacherResource。Resource接口中有3种子类的静态工厂方法。
Junit测试：
3.4 面向复用的设计：Location
仅代表一个位置
复用设计每个维度分别定义其接口和实现类
Junit测试：
3.5 面向复用的设计：Timeslot
用两个List存储出发时间和到达时间，若只用一个地点，两个list的第一个元素分贝存储各自信息，若有多个地点，最后一个地点的出发时间为null，第一个地点的到达时间为null，两个list的长度相等且等于地点的个数。
Junit测试：
3.6 面向复用的设计：EntryState及State设计模式
定义一个EntryState接口并给出所有状态改变的对应方法，然后实现每个状态的具体类。
以RUNNINGState为例，能到达的状态return true，并设置为新状态，不能到达的状态return false。
3.7 面向应用的设计：Board
三个Board均为各个应用的具体实现类，以FlightBoard为例，每个机场有1小时内到达航班和起飞航班的显示，以FlightEntryCollection为成员变量方便遍历所有计划项。还有一个现在时间的Calendar变量。
3.8 Board的可视化：外部API的复用
首先对PlanningEntry进行遍历，获得时间该航班的（到达/起飞）时间，与当前时间进行比对，若差距在预设的范围内（HOURS_RANGE=1）便将该PlanningEntry的信息记录到Vector上，再将该Vector加入二维Vector上，该二维Vector用于生成JTable。在各Board类中实现方法：public void visualize()用于实现Board的可视化。
可视化效果：
3.9 可复用API设计及Façade设计模式
首先实现一个PlanningEntryCollection的ADT，该ADT是PlanningEntry的集合类，存储所有计划项、位置和资源以及管理他们。主要有有以下功能：新建一个计划项，分配资源，board可视化，查询状态，操作某个计划项。
对于APIs定义三个集合类成员变量以便后续操作直接delegation出去。
3.9.1 检测一组计划项之间是否存在位置独占冲突
只有学习课程存在位置冲突，遍历所有计划项，如果两个计划项的位置相同，检查他们的时间是否冲突。
3.9.2 检测一组计划项之间是否存在资源独占冲突
操作与上一方法类似，代码级别复用。
3.9.3 提取面向特定资源的前序计划项
首先初始化一个最晚时间，遍历所有计划项，选出使用相同资源的计划项如果比原最晚时间还晚，则更新最晚时间，同时更新前序计划项。
3.10 设计模式应用
3.10.1 Factory Method
在PlanningEntry接口中设置3个静态工厂方法分别创建各自应用的具体类。以FlightEntry为例：
3.10.2 Iterator
新建comparator对象，重写compare方法。
3.10.3 Strategy
在抽象类Strategy中设置抽象方法：使用StrategyA和StrategyB两个具体类来实现这个方法。
3.11 应用设计与开发
3.11.1 航班应用
（1）初始界面采用网格布局管理器
（二）可视化窗口
添加动作ActionListener按下按钮，启动该功能的专属的可视化窗口。
（三）新建计划项
采用网格组布局管理器，后续窗口的布局都采用这种模式。按下Enter键后，获取5个文本框中的字符串，delegation调用添加计划项的方法。
（四）分配资源
与上述方法一致，获取文本框中的信息，通过按钮按键实现其功能
（五）询问状态
与上述方法一致
（六）操作计划项
与上述方法一致，使用下拉列表框来表示状态的可选项
（七）APIs：检查冲突，寻找前置计划项
与上述方法一致
（八）同一资源的计划项
与上述方法一致
（九）管理位置
与上述方法一致
（十）管理资源
与上述方法一致
3.11.2 高铁应用
与上述类似，差别在于新建计划项
采用形如TrainStation:”Nanchang jinan beijing”, Times:”2020-02-02 12:00 2020-02-02 13:00 2020-02-02 14:00 2020-02-02 15:00”的方式输入
3.11.3 进程应用
3.11.4 课表应用
与上述方式一致，区别在于新增改变地点的功能按键
3.11.5 学习活动应用
3.12 基于语法的数据读入
根据数据的格式，设计正则表达式，并对读入的数据进行匹配，然后提取信息，新建计划项。
3.13 应对面临的新变化
3.13.1 变化1
航班管理从两个站变成三个站，把它继承的TwoLocationEntry替换成MultipleLocationEntry，delegation重写新方法，火车应用的代码复用。
3.13.2 变化2
高铁管理若分配资源则不能被取消，通过重写cancel方法，增加判断语句限制即可。
3.13.3 变化3
课程管理可以挂起，重写block即可。