一. 本单元两次作业的架构设计
终于在最后一个单元实现了增量式开发。在本单元第一次作业中，我便构建了图数据结构，第二次作业变得比较简单，无需重构，只是增加状态图和顺序图即可，下面分析第二次作业的架构设计。
1. 顶级类 MyUmlGeneralInteraction 负责将输入归类，形成3个子UmlElement数组，分配给处理类图，状态图和顺序图的3个类；
2. 建立基础设施类：graph，实现图的通用方法：加边，dfs，计算可达结点，拓扑排序等。对于类图，类和接口都当作图中的结点；
3. MyUmlClassModelInteraction处理类图，MyUmlCollaborationInteraction处理顺序图，MyUmlStateChartInteraction处理状态图，三者基于graph类；
4. 状态，迁移个数抽象成图的结点数和边数，后继状态抽象成计算图中某点的可达结点数；
5. 参与对象，交互消息抽象成图的结点数和边数， incoming消息抽象成图中某个结点的入度；
6. 有了图结构之后，类图中的函数实现也变得非常简单。比如计算类实现的全部接口实质，先做拓扑排序，再按照逆拓扑序依次计算每个结点实现的接口。这样一来，计算某个类时，其父类，以及其实现的接口实现的接口都已经算出来了，直接列表相加就行。不需要任何的递归。
7. 建完3个图后，将所有的查询全部计算完毕缓存起来，之后查询只是访问缓存结果。
二. 四个单元中架构设计及OO方法理解的演进
1. 表达式求导系统
由于已经有设计和实现编译器的经验，本单元作业我直接写了一个小型编译器。求导过程可看作是一个翻译过程：源语言：原表达式，目标语言：求导后的表达式。比如第三次作业指导书上对于item的要求看起来复杂，但拆成一个个小单元后，很容易就能写出item的文法，之后采用递归下降分析法，一次扫描，同时完成了格式检查和求导的工作。我设计和实现的求导都是形式求导，实质是字符串的拼接。思路和实现都很简单。在实现的过程中，我对于java的内存分配与释放，浅拷贝以及函数参数和返回值的传递等都非常迷惑。通过课下阅读《java编程思想》，我也算较为深入地理解了java语音以及OO的思想和具体实现形式：封装，多态，继承。
考虑到扩展性和易实现性的均衡，我选择了易实现性，导致我第三次作业直接重构，没有做到增量式开发。
2. 电梯调度系统
三个线程：电梯，调度器，主线程(输入线程)， 采用worker thread，生产者消费者模式。main向request中放入请求，调度器从request中拿出请求并分配给一个电梯（放进该电梯的task处），电梯从自己的task中拿出请求并执行，car是电梯的轿厢，代表电梯内的请求。此种实现方式不是电梯去向调度器要任务，而是调度器主动分配任务给电梯。整个架构耦合度较低。
在这次编写并发程序的过程中，我不仅学会了注意线程安全性(多个线程互斥访问临界资源)，还学会了注意多线程对共享变量的可见性，而后者往往容易被人忽略。《java并发编程实践》这本书对并非编程讲得非常好。
以前在上操作系统的时候，直接用c去实现简单地并发调度非常困难。而java面向对象的并发编程方式，是如此的优雅与易用，大大降低了并发编程的门槛。
本次作业涉及多个对象之间的交互，我使用了面向对象的继承和接口。
3. 地铁调度系统
最初，我对JML充满了好奇，非常敬佩这种契约式思想。但之后慢慢意识到，JML承诺得太多，但最终能够使用的功能却很少，且非常难用。这也是其没有大规模流行起来的原因吧。
本次作业的核心是建立自带缓存功能的graph。虽然整体架构已给出，我们只需完成少量代码，但如何将实际需求抽象成图还是花了好长时间去思考。如何缓存，如何降低时间复杂度，如何以空间换时间，如何均匀分配负载都是值得思考的问题。
这次作业虽然实现了增量式开发，没有重构，在写第三次作业的时候对于第二次作业已有的代码我一行都没动，只是在MyGraph类里加了求连通块个数的Public的函数。这样一来bug少了，但新加的架构和已有的架构看起来很不协调。
4. UML解析系统
这次作业我学习了UML的建模思想。那么在实际开发中，UML是否可以代替自己手工绘制的架构设计图，是不是大家都只画UML来进行交流，不会使用自己随便画的架构图。这是一个我有疑问的点。
三. 对测试理解与实践的演进
想要轻松通过强测，一个自己构建的强大的测试机是必不可少的。
1. 表达式求导系统
使用正则表达式生成测试样例，再辅以精心构造的边界测试点。但没有构建自动化的测试程序，导致测试成本高。
2. 电梯调度系统
这次构建了自动化的对拍程序，通过电梯运行的特定规则来判断结果的正确性。
3. 地铁调度系统
手工构建了一些比较特殊的测试样例，并进行了压力测试。
4. UML解析系统
构建并和同学交换了测试样例，众人拾柴火焰高。实现自动化对拍脚本，将自己的结果与其他人的结果进行对拍实现测试。
四. 课程收获
1. OO的思想
回过头来看，这学期一共输出了1万行的java代码，还是感觉到不可思议。OO使编写具有规模的程序变得更加容易。每次写完，除过几个简单的bug外，代码几乎很少有bug。与之相反，过程化编程的bug非常得多，在上学期写编译器的过程中，我对过程化编程的大量bug的感受尤其深刻。
OO是一种看待世界的思维方式，没有了上帝视角，组成系统的每个基本元素管好自己的事情，整个系统将井然有序，能够实现非常复杂的功能。
2. java
真切地感受到了：学习一门编程语言的最好方式就是在做中学。语法稍微了解一下即可上手，做中学使学习过程更加高效和深刻。
五. 改进建议
1. 架构设计。虽然经历了这么多次作业，但我觉得自己架构设计的本领还远远不够。建议增加一个专注于架构设计的的单元，没有编码。通过学习大量经典的架构设计案例和亲手设计高效的架构，达到之后看到类似本课程每一次作业难度的架构设计时，能够在短时间快速给出一个高效架构的本领。
2. 增加讨论区搜索的功能。讨论区帖子特别多，但没有搜索功能，很难定位到自己想找的帖子。
3. 建议专门在指导书中加一部分对于细节，对规则具体解读的章节，尤其对于之后像第四单元最后一次作业类似的作业。使得需求更加清晰，明确。