Java OOP心理数学程序

Question

目前，我正在使用Java开发一个面向对象的心理数学程序。由于我对面向对象的设计原则比较陌生，所以很高兴知道代码与OOP主体的一致性如何，以及需要做哪些改进，包括：

• 如果可以引入子类，特别是对MathQuestionGenerator (例如AdditionQuestionGenerator、SubtractionQuestionGenerator等)。
• 如果有更好的方法来处理分数，而不是在会话尚未完成时返回-1

项目概述:下面的代码本质上是一个GUI可以用来处理心理数学会话的模型。代码将生成20个随机问题，并跟踪时间和错误问题的数量。它可以处理5种类型的会话(加法、减法、乘法、除法或混合)和3种难度设置(容易、中等、困难)。

MathSession.java --表示用户回答20个问题的心理数学课。图形用户界面将调用startSession()并继续到submitAnswer()，直到所有20个问题都完成为止。然后，图形用户界面可以通过getFinalScore()获得用户的计算分数。

public class MathSession {
    public SessionType type;
    public SessionDifficulty difficulty;
    public MathQuestionGenerator generator;
    public MathQuestion currentQuestion;
    public int progress;
    public int numberWrongQuestions;
    public final int numberOfQuestions = 20;
    private long startTime;
    private long endTime;

    // Returns whether or not the session has completed
    public boolean isComplete() {
        return progress == numberOfQuestions;
    }

    // Calculates and returns a final score
    // Returns -1 when the session has not been completed yet
    public int getFinalScore() {
        if (!isComplete()) {
            return -1;
        } else {
            double secondsElapsed = (endTime - startTime)/ 1000;
            double penalty = numberWrongQuestions * 5;
            int score = (int) Math.round(secondsElapsed + penalty);
            return score;
        }
    }

    public MathSession(SessionType operator, SessionDifficulty difficulty) {
        this.type = operator;
        this.difficulty = difficulty;
        this.generator = new MathQuestionGenerator(operator, difficulty);
    }

    // Starts the session
    public void startSession() {
        startTime = System.currentTimeMillis();
        progress = 0;
        numberWrongQuestions = 0;
        currentQuestion = generator.generateQuestion();
    }

    // The user submits an answer, it is either right (returns true) or wrong (returns false)
    public boolean submitAnswer(int answer) {
        if (answer == currentQuestion.correct) {
            progress++;
            if (isComplete()) {
                endTime = System.currentTimeMillis();
            } else {
                currentQuestion = generator.generateQuestion();
            }
            return true;
        } else {
            numberWrongQuestions++;
            return false;
        }
    }
}

MathQuestionGenerator.java --生成具有难度和会话类型的心理数学问题。

public class MathQuestionGenerator {
    public SessionType type;
    public SessionDifficulty difficulty;
    private Random random;

    public MathQuestionGenerator(SessionType type, SessionDifficulty difficulty) {
        this.type = type;
        this.difficulty = difficulty;
        random = new Random();
    }

    // Generates a random math question given the session type and difficulty
    public MathQuestion generateQuestion() {
        int num1Max, num2Max, num1, num2, min = 1;

        MathOperator operation = null;
        if (type == SessionType.Addition) {
            operation = MathOperator.Addition;
        } else if (type == SessionType.Subtraction) {
            operation = MathOperator.Subtraction;
        } else if (type == SessionType.Multiplication) {
            operation = MathOperator.Multiplication;
        } else if (type == SessionType.Division) {
            operation = MathOperator.Division;
        } else if (type == SessionType.Mixed) {
            // Choose an operation randomly
            operation = random.nextInt(1) == 0 ? 
                    (random.nextInt(1) == 0 ? MathOperator.Addition : MathOperator.Subtraction) : 
                    (random.nextInt(1) == 0 ? MathOperator.Multiplication : MathOperator.Division);
        }

        if (operation == MathOperator.Addition || operation == MathOperator.Subtraction) {
            if (difficulty == SessionDifficulty.Easy) {
                num1Max = 12;
                num2Max = 12;
            } else if (difficulty == SessionDifficulty.Medium) {
                num1Max = 100;
                num2Max = 100;
            } else {
                num1Max = 10000;
                num2Max = 10000;
            }
        } else {
            if (difficulty == SessionDifficulty.Easy) {
                num1Max = 12;
                num2Max = 12;
            } else if (difficulty == SessionDifficulty.Medium) {
                num1Max = 100;
                num2Max = 10;
            } else {
                num1Max = 100;
                num2Max = 100;
            }
        }

        num1 = min + random.nextInt(num1Max - min);
        num2 = min + random.nextInt(num2Max - min);

        MathQuestion question;
        if (type == SessionType.Addition) {
            question = new MathQuestion(MathOperator.Addition, num1, num2, num1 + num2);
        } else if (type == SessionType.Subtraction) {
            question = new MathQuestion(MathOperator.Subtraction, num1 + num2, num1, num2);
        } else if (type == SessionType.Multiplication) {
            question = new MathQuestion(MathOperator.Multiplication, num1, num2, num1 * num2);
        } else {
            question = new MathQuestion(MathOperator.Division, num1 * num2, num2, num1);
        }

        return question;
    }
}

MathQuestion.java -用两个数字表示一个数学问题，一个运算和一个正确的答案。

public class MathQuestion {
    public MathOperator operator;
    public int number1;
    public int number2;
    public int correct;

    public MathQuestion(MathOperator operator, int number1, int number2, int correct) {
        this.operator = operator;
        this.number1 = number1;
        this.number2 = number2;
        this.correct = correct;
    }
}

MathOperator.java

public enum MathOperator {
    Addition,
    Subtraction,
    Multiplication,
    Division
}

SessionType.java

public enum SessionType {
    Addition,
    Subtraction,
    Multiplication,
    Division,
    Mixed
}

SessionDifficulty.java

public enum SessionDifficulty {
    Easy,
    Medium,
    Hard
}

Answer 1

欢迎来到代码评论，并感谢您分享您的代码！

我就是这么想的：

形式方面

文件中元素的

顺序(

)

在java文件中有一个元素顺序的约定。您违反的最重要的是，构造函数位于任何(非静态)方法之前。

注释

注释应该解释为什么代码是这样的。您的评论只是重复代码本身所表达的内容，因此是无用的。

避免在构造函数

中工作

在构造函数MathSession()中，使用operator和difficulty两个参数创建MathQuestionGenerator实例。对于更多的这两个参数(分别是属性，它们被设置为)，在类中不使用。

更好的方法是在MathQuestionGenerator之外创建MathSession()实例，并将MathQuestionGenerator实例作为构造函数参数传递给MathSession()，而不是operator和difficulty。

极限能见度与力不变性

类MathQuestion是一个数据传输对象。在对象的LifeTime期间，它的大多数属性不会改变。因此，它们应该是final。

声明类public中的所有属性使它们可以从外部访问。这违反了OOP最重要的原则:信息隐藏/封装。因此，默认情况下声明属性private，并且只有在您有很好的理由这样做的情况下才更改它。

OOP

OOP并不意味着将代码“拆分”成具有随机继承关系的随机类。

OOP的最终目标是减少代码重复、提高可读性和支持重用以及扩展代码。

执行OOP意味着您遵循某些原则(除其他外)：

• 信息隐藏/封装
• 单一责任
• 分离关注点
• 亲吻(保持简单)愚蠢。)
• 干(不要重复自己)。
• “告诉我！别问。”
• 德米特定律(“不要和陌生人说话！”)

用多态性

代替分支

您创建了一些enum类型，这首先是一件好事。但是，您只使用枚举值来选择MathQuestionGenerator类中的执行分支。例如：

    MathOperator operation = null;
    if (type == SessionType.Addition) {
        operation = MathOperator.Addition;
    } else if (type == SessionType.Subtraction) {
        operation = MathOperator.Subtraction;
    } else if (type == SessionType.Multiplication) {
        operation = MathOperator.Multiplication;
    } else if (type == SessionType.Division) {
        operation = MathOperator.Division;
    } else if (type == SessionType.Mixed) {
        // Choose an operation randomly
        operation = random.nextInt(1) == 0 ? 
                (random.nextInt(1) == 0 ? MathOperator.Addition : MathOperator.Subtraction) : 
                (random.nextInt(1) == 0 ? MathOperator.Multiplication : MathOperator.Division);
    }

更好的方法是将各个分支中的“特殊行为”转换为枚举的各种常量：

public enum SessionType {
    Addition{
       return MathOperator.Addition;
    },
    Subtraction{
       return MathOperator.Subtraction;
    },
    Multiplication{
       return MathOperator.Multiplication;
    },
    Division{
       return MathOperator.Division;
    },
    Mixed{
       return random.nextInt(1) == 0 ? 
                (random.nextInt(1) == 0 ? MathOperator.Addition : MathOperator.Subtraction) : 
                (random.nextInt(1) == 0 ? MathOperator.Multiplication : MathOperator.Division);
    };
    public abstract MathOperator selectOperator();
}

您的原始代码将更改为：

MathOperator operation = type.selectOperator();

避免特殊返回值

您的方法getFinalScore()返回一个特殊的值来告诉调用者出了什么问题(用户还没有回答足够多的查询)。更好的方法是抛出一个异常。

例外的使用是一个地雷领域。经验法则是，您确实使用异常来发出异常行为的信号，而不是实现控制流。在我看来，你的例子是一个角落的例子，因为还没有回答所有的问题显然不是“快乐的一天之路”。

异常的另一种选择可能是返回一个Java8 8-可选的，而不是原始的int。