一次面向对象思想与设计模式的探索

这是我的第一个Java项目。虽说项目是为了完成作业而开发，但是这是我第一次使用面向对象思想编写代码，也是应用设计模式开发的第一次尝试。这其中难免无法摆脱面向过程的思想，但我已尽我所能展现当前阶段对面向对象的理解。

项目简介

该项目实现了一个简易的教务管理系统，包括学生，教师和管理员的基本信息管理，课程信息管理，选课退课等功能。

• 以下是本系统的所有命令与功能：

项目设计

命令模式

看到如此多的命令，首先想到命令模式：将具体操作与命令执行分开，将操作最小模块化，再通过不同的命令对象组合操作，实现命令功能。这样做可以很方便地进行扩展，同时保证了数据的安全性，不易被人为修改。于是便有了Command接口，并定义了三个抽象方法：argsNumCheck，checkCommand以及execute，用于命令参数的检查与命令的执行。由于这个接口中还实现了部分命令的共有方法，所以我将其定义为抽象类，并在其中编写了许多通用方法和一些字符串常量。需要注意的是，由于这是一个抽象类，所以内部的所有方法都要声明为静态的，才能被调用。如此一来，代码的封装性和可复用性大大提高。

对于每一个具体命令类，我让他们全部继承了Command抽象类，并使用简单工厂模式来创建命令对象。没有用更复杂的工厂模式，是因为这个项目中的命令种类并不多，且各个命令相互独立，不需要考虑更复杂的创建流程。（PS：本来使用命令模式还考虑了为迭代预留撤销操作，结果作业没有涉及）

数据管理

在这个项目中，数据可以分为用户和课程两类，他们之间有着许多关系。所以我借鉴了数据库的管理方法，定义了Database来存储用户表与课程表，方便快速查找。而用户与课程之间的关系则存在对应的User和Course类中，便于访问修改。同时还定义了State类来保存系统中的在线用户状态，方便在不同的命令中进行判断。同时，我还定义了CourseTime工具类来专门处理课程时间相关功能，实现更好的封装。

异常处理

在这个项目中，命令的检查是一大难点，而我的解决方案是将报错信息放进抛出的异常中，再将异常逐层抛出，在主函数中进行处理，同时将命令的检查模块化。做到一个模块专门检查一个类型的错误。这样一来，代码的可读性，可维护性和可复用性都大大提高，也无需考虑多种异常出现的输出优先级问题。

如此一来，整个项目的架构就清晰起来，接下来开始具体实现。

项目实现

通用方法

正则表达式匹配字符串格式

从以上命令不难看出，输入的参数种类繁多，每一种都需要进行格式检查。所以我定义了一个strCheck方法，用于检查输入的参数是否符合正则表达式。这样一来，只需要在命令中调用这个方法，就可以很方便地进行参数检查。值得注意的是，因为有时字符串可以有多种格式，所以我在这个方法中使用了可变参数，可以传入多个正则表达式，只要有一个匹配即可。

public static void strCheck(String str, String errMessage, String… format) throws IllegalArgumentException

• 功能：检查字符串是否符合正则表达式，如不符合则抛出对应异常
• 传入参数：
  • String str：待检查的字符串
  • String errMessage：错误信息
  • String... format：匹配格式
• 返回值：无
• 抛出异常：IllegalArgumentException：参数格式错误

各种共用的检查方法

在这个项目中，有许多共用的检查方法，如检查用户是否登录，检查用户是否存在，检查用户是否有权限等。这些方法都是在Command抽象类中定义的，方便在各个命令中调用。这些方法的设计思想与上面的字符串匹配类似，都是实现的通用方法，只需要传入对应的参数即可，详情可以查看代码。

异常处理实现

上文提到，在命令类中预留了checkCommand方法，在每一个具体的命令类中实现检查。于是我们可以模块化每一个检查功能，将其封装在一个方法中，再在checkCommand中调用。这样一来，在调用checkCommand时，如果出现异常，那么后面的检查都将不会执行，而直接在主函数中接收抛出的异常，打印错误信息，然后执行下一条命令。

• 以下是一个示例：

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// CreateCourse.java
// other methods
public void checkCommand() {
    argsNumCheck(args.length);
    curOnlineUserCheck();
    permissionCheck(State.getCurOnlineUser(), ERR_MSG[13], User.Identity.TEACHER);
    courseNumCheck();
    strCheck(args[0], ERR_MSG[16], ARG_FORMAT[7]);
    courseNameExistCheck(0);
    setCourseTime(args[1]);
    courseConflictCheck(courseTime);
    creditCheck();
    periodCheck();
}

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// Test.java
// IO implement
try {
    Command command = Command.existCheck(str);
    command.checkCommand();
    command.execute();
} catch (Exception e) {
    System.out.println(e.getMessage());
}

其他操作实现

在这个项目中，还有许多其他操作，如数据的增删查输出与比较逻辑等。这些操作的实现较为简易，这里不再赘述，详情可以查看代码。

如此一来，这个项目就完成了。

致谢

最后，非常感谢你能看到这里。这是我第一次写技术分享文，希望能让你理解项目的逻辑。如果有任何问题，欢迎留言讨论。谢谢！