给出用户回答选择题的用例分析

用例名称：用户回答选择题

参与者：用户

用例描述：用户通过选择题的形式回答问题。

前置条件：用户已经进入选择题界面。

基本流程：

1. 系统向用户展示选择题。
2. 用户根据自己的判断，选择一个或多个选项。
3. 用户确认选择后，提交答案。
4. 系统检查答案是否正确。
5. 如果答案正确，系统给出提示并记录用户答题记录。
6. 如果答案不正确，系统给出提示并让用户重新选择或修改答案。
7. 用户可以选择继续回答下一题或结束答题。

后置条件：用户完成选择题回答并退出选择题界面。

异常流程：

1. 用户在选择题中选择的选项格式不正确。
2. 用户提交的答案格式不正确。
3. 系统出现错误，无法正确检查答案。

扩展流程：

1. 用户可以在选择题中查看相关资料或提示。
2. 用户可以在选择题中跳过某些问题。
3. 用户可以在选择题中修改已经选择的选项。

业务规则：
1. 每个选择题有且仅有一个正确答案。
2. 每个选择题有固定的选项数量。
3. 用户只能在选择题界面进行答题操作，其他界面不允许进行答题操作。
4. 答题记录需要记录在用户的个人信息中，以便后期查询。

相关问题

给出用户答题的用例分析

用例名称：用户答题

参与者：用户

前置条件：用户已经登录到答题系统

基本流程：

1. 系统显示用户可以选择答题的类别或者难度等级

2. 用户选择题目类别或者难度等级

3. 系统随机生成一组题目

4. 用户依次回答每个题目

5. 系统检查用户答案是否正确

6. 系统计算用户得分并显示在屏幕上

7. 用户可以选择退出答题或者继续答题

8. 如果用户选择继续答题，则回到第3步

后置条件：用户完成答题并退出系统

异常流程：

1. 如果用户没有登录到答题系统，则系统提示用户需要先登录

2. 如果用户在答题过程中出现网络异常或者其他问题，系统会提示用户并要求重新答题

3. 如果用户答错题目，则系统会提示用户正确答案并继续下一题

4. 如果用户多次答错题目，则系统会提示用户重新开始答题

5. 如果用户在答题过程中退出系统，则用户的答题记录不会被保存

扩展流程：

1. 用户可以选择查看答题记录，系统会将用户的历史答题记录显示在屏幕上

2. 用户可以选择分享答题记录，系统会生成分享链接并提供给用户

3. 用户可以选择保存答题记录，系统会将用户的答题记录保存到用户的账户中，以方便用户下次查看

4. 用户可以选择修改答题设置，系统会返回到第1步并允许用户重新选择答题类别或者难度等级。

从36题继续按顺序回答还没有被回答的问题

### 第36题
**评估下面的顺序图，找出问题，说明问题是什么，问题存在会导致什么后果，说明改进的目标（要求），然后解决，给出解决结果。**

#### 问题
1. **冗余调用**: `isAvailable` 方法被多次调用，增加了不必要的网络请求和数据库查询。
2. **缺少错误处理**: 如果 `isAvailable` 返回 `false`，没有明确的错误消息返回给客户端。
3. **重复代码**: `isAvailable` 和 `createLoanRecord` 方法在多个地方被调用，违反了 DRY（Don't Repeat Yourself）原则。

#### 后果
1. **性能问题**: 多次调用 `isAvailable` 会增加响应时间，影响用户体验。
2. **错误处理不足**: 缺乏明确的错误消息可能导致用户困惑。
3. **代码维护困难**: 重复代码增加了维护难度，容易引入 bug。

#### 改进目标
1. **减少冗余调用**: 只调用一次 `isAvailable` 方法。
2. **增强错误处理**: 提供明确的错误消息。
3. **避免重复代码**: 将重复的代码提取到单独的方法中。

#### 解决方案

| Patron | CheckoutController | DB | Document |
|--------|--------------------|----|----------|
|        |                    |    |          |
| msg:=checkOut(CallNo:string) |    |          |          |
|        | isAvailable(CallNo) |    |          |
|        |                     | a:=isAvailable(CallNo) |     |
|        |                     | <<call number>> |       |
|        |                     | ng             |       |
|        | a:=isAvailable()    |                |       |
|        | if(a == true)       |                |       |
|        | createLoanRecord(p:Patron, d:Document) |      |
|        | <<call number>>     |                |       |
|        | ng                  |                |       |
|        | setAvailable(callNo, false) |         |       |
|        | <<call number>>     |                |       |
|        | updateDocumentSetAvailable(false) |   |       |
|        | msg:=“Checkout successful.” |        |       |
|        | else                |                |       |
|        | msg:=“Document not available.” |      |       |
|        |                      |                |       |

### 第37题
**图1的顺序图描述的是用户登录的过程，图2给出了类LoginController的描述，（1）找出设计问题，说明问题是什么，（2）说明问题不解决会导致什么后果，（3）说明改进遵循的设计原则，（4）然后解决，给出解决结果。**

#### 问题
1. **单一职责原则（SRP）**: `LoginController` 类承担了过多的责任，包括获取用户信息、验证密码、显示错误消息等。
2. **高内聚低耦合**: `LoginController` 类与 `User` 和 `DBMgr` 类高度耦合，缺乏解耦机制。

#### 后果
1. **代码难维护**: 单一类承担过多职责，增加维护难度。
2. **扩展困难**: 高耦合使得未来的扩展和修改变得困难。
3. **测试困难**: 高耦合使得单元测试更加复杂。

#### 改进目标
1. **遵循单一职责原则**: 将 `LoginController` 的职责拆分到多个类中。
2. **降低耦合度**: 引入接口和依赖注入，降低类之间的耦合度。

#### 解决方案
1. **拆分类**:
- `UserService`: 负责用户信息的获取和验证。
- `MessageService`: 负责显示错误消息。

2. **引入接口**:
- `IUserService` 接口定义用户服务的方法。
- `IMessageService` 接口定义消息服务的方法。

3. **依赖注入**:
- 在 `LoginController` 中注入 `IUserService` 和 `IMessageService`。

public interface IUserService {
    String getPassword(String uid);
    boolean verifyPassword(String password, String storedPassword);
}

public interface IMessageService {
    void showMessage(String message);
}

public class UserService implements IUserService {
    private DBMgr db;

    public UserService(DBMgr db) {
        this.db = db;
    }

    @Override
    public String getPassword(String uid) {
        // 获取用户密码
        return db.getUserPassword(uid);
    }

    @Override
    public boolean verifyPassword(String password, String storedPassword) {
        // 验证密码
        return password.equals(storedPassword);
    }
}

public class MessageService implements IMessageService {
    @Override
    public void showMessage(String message) {
        System.out.println(message);
    }
}

public class LoginController {
    private IUserService userService;
    private IMessageService messageService;

    public LoginController(IUserService userService, IMessageService messageService) {
        this.userService = userService;
        this.messageService = messageService;
    }

    public void login(String uid, String password) {
        String storedPassword = userService.getPassword(uid);
        if (userService.verifyPassword(password, storedPassword)) {
            messageService.showMessage("Login successful.");
        } else {
            messageService.showMessage("Invalid credentials.");
        }
    }
}

### 第38题
**下面给出一段材料，该段材料陈述了软件内部各个软件对象是如何协调来进行用户请求事件的处理的，请同学们据此生成通信图。之后，（1）思考应用GRASP的过程；（2）请自行总结“生成通信图的方法”。**

#### 材料
假设有一个简单的电子商务系统，用户发起购买请求后，系统需要检查库存、创建订单、扣减库存、发送邮件通知用户。

#### 通信图

| User | PurchaseController | InventoryService | OrderService | EmailService |
|------|---------------------|------------------|--------------|--------------|
|      | handlePurchase()    |                  |              |              |
|      | checkInventory()    | checkInventory() |              |              |
|      |                     | return inventory |              |              |
|      | createOrder()       |                  | createOrder() |              |
|      |                     |                  | return order  |              |
|      | deductInventory()   | deductInventory()|              |              |
|      |                     | return success   |              |              |
|      | sendEmail()         |                  |              | sendEmail()  |
|      |                     |                  |              | return success|

#### GRASP过程
1. **信息专家**: `InventoryService` 是库存信息的专家，负责检查库存。
2. **控制器**: `PurchaseController` 控制整个购买流程。
3. **创建者**: `OrderService` 创建订单。
4. **低耦合**: 各服务之间通过接口通信，降低耦合度。
5. **高内聚**: 每个服务负责自己的一部分功能，提高内聚度。

#### 生成通信图的方法
1. **确定参与对象**: 根据需求确定参与处理用户请求的各个对象。
2. **确定消息传递**: 分析对象之间的消息传递顺序和内容。
3. **绘制通信图**: 使用 UML 通信图的格式绘制对象及其之间的消息传递。
4. **优化图**: 确保图的清晰性和准确性，去除冗余信息。

### 第39题
**下面给出一段材料，请同学们为其生成类图。之后，请自行总结“生成类图的方法”。**

#### 材料
描述租车业务的类图。车辆可以从一个地点借出并在同一地点归还，也可以在不同地点归还，但需额外收费。目前公司仅关心乘客车，未来可能扩展到其他类型的车辆。公司有多款车型，每款车型有多个型号，型号分为不同的价格等级。客户可以选择车型和型号，如果选中的车不可用，系统应提示客户选择其他车型或推荐相似的车型。公司提供多种租赁计划，如每日无限里程计划和周末省钱计划。客户可以通过电话或亲自预订，无需押金。预订超过一定时间未签约将作废。客户可以一次性支付账单，也可以由公司支付。账单可以通过信用卡支付，支付信息通过信用卡处理公司处理。车辆需要频繁的预防性维护，任何损坏必须尽快修理。公司需要记录车辆的购买、维修、保养和报废信息，用于商业和税务目的。

#### 类图

+-----------------+
|  RentalCompany  |
+-----------------+
| +rentCar()      |
| +returnCar()    |
| +suggestModels()|
+-----------------+

+-----------------+
|    Customer     |
+---+

+-----------------+
|     Invoice     |
+-----------------+
| +openInvoice()  |
| +closeInvoice() |
+-----------------+

+-----------------+
|    CarModel     |
+-----------------+
| +getName()      |
| +getPriceClass()|
+-----------------+

+-----------------+
|  PriceClass     |
+-----------------+
| +getPrice()     |
+-----------------+

+-----------------+
|    RentalPlan   |
+-----------------+
| +getPlanName()  |
| +getDetails()   |
+--+
|     Car         |
+-----------------+
| +getModel()     |
| +getAvailability|
| +rent()         |
| +return()       |
| +maintain()     |
| +repair()       |
+---+
| CreditCardProcessor|
+-----------------+
| +processPayment()|
+-----------------+

#### 生成类图的方法
1. **确定类**: 根据需求确定系统中的主要类。
2. **确定属性和方法**: 为每个类添加必要的属性和方法。
3. **确定关系**: 确定类之间的关系，如关联、聚合、组合、继承等。
4. **绘制类图**: 使用 UML 类图的格式绘制类及其之间的关系。
5. **优化图**: 确保图的清晰性和准确性，去除冗余信息。

### 第40题
**下面给出一段材料（顺序图），请同学们为其生成类图，映射代码。之后，（1）请自行总结“从顺序图交互图中获取类的方法”；（2）并总结代码映射的方法。**

#### 顺序图

| User | LoginController | UserService | DBManager | MessageService |
|------|-----------------|-------------|-----------|---------------|
|      | login()         |             |           |               |
|      | getUserInfo()   | getUserInfo()|           |               |
|      |                 |             | queryDB() |               |
|      |                 |             | return user|              |
|      |                 | return user |           |               |
|      | verifyPassword()|             |           |               |
|      |                 | verifyPassword()|         |               |
|      |                 | return result |          |               |
|      |                 |              |           | showMessage() |
|      |                 |              |           | return success|

#### 类图

+--+
| +login()        |
| +getUserInfo()  |
| +verifyPassword()|
+-----------------+

+-----------------+
|     UserService |
+--+

+-----------------+
|    DBManager    |
+-----------------+
| +queryDB()      |
+-----------------+

+-----------------+
| MessageService  |
+---+

#### 从顺序图交互图中获取类的方法
1. **识别参与者**: 确定顺序图中的所有参与者。
2. **确定消息**: 分析参与者之间的消息传递。
3. **确定类**: 根据消息传递确定类及其方法。
4. **确定关系**: 确定类之间的关系，如关联、聚合、组合等。
5. **绘制类图**: 使用 UML 类图的格式绘制类及其之间的关系。

#### 代码映射的方法
1. **定义类**: 根据类图定义类。
2. **实现方法**: 根据类图中的方法定义实现相应的代码。
3. **处理关系**: 根据类之间的关系处理依赖、关联等。
4. **测试**: 对生成的代码进行单元测试，确保功能正确。

### 第41题
**下面给出一段材料（通信图），请同学们为其生成类图，映射代码。之后，（1）请自行总结“从通信图等交互图中获取类的方法”；（2）并总结代码映射的方法。**

#### 通信图

| User | PurchaseController | InventoryService | OrderService | EmailService |
|--|--------------|
|      | handlePurchase()    |                  |              |              |
|      | checkInventory()    | checkInventory() |              |              |
|      |                     | return inventory |              |              |
|      | createOrder()       |                  | createOrder() |              |
|      |                     |                  | return order  |              |
|      | deductInventory()   | deductInventory()|              |              |
|      |                     | return success   |              |              |
|      | sendEmail()         |                  |              | sendEmail()  |
|      |                     |                  |              | return success|

#### 类图

+--+
|  PurchaseController|
+-----------------+
| +handlePurchase()|
| +checkInventory()|
| +createOrder()   |
| +deductInventory()|
| +sendEmail()     |
+-----------------+

+-----------------+
|  InventoryService|
+-----------------+
| +checkInventory()|
| +deductInventory()|
+-----------------+

+-----------------+
|    OrderService |
+---+
| +sendEmail()    |
+-----------------+

#### 从通信图等交互图中获取类的方法
1. **识别参与者**: 确定通信图中的所有参与者。
2. **确定消息**: 分析参与者之间的消息传递。
3. **确定类**: 根据消息传递确定类及其方法。
4. **确定关系**: 确定类之间的关系，如关联、聚合、组合等。
5. **绘制类图**: 使用 UML 类图的格式绘制类及其之间的关系。

#### 代码映射的方法
1. **定义类**: 根据类图定义类。
2. **实现方法**: 根据类图中的方法定义实现相应的代码。
3. **处理关系**: 根据类之间的关系处理依赖、关联等。
4. **测试**: 对生成的代码进行单元测试，确保功能正确。

### 第42题
**CRC建模 下面给出一段材料，请同学们为其建立CRC模型。之后，请自行总结“建立CRC模型的方法”。**

#### 材料
描述租车业务的类图。车辆可以从一个地点借出并在同一地点归还，也可以在不同地点归还，但需额外收费。目前公司仅关心乘客车，未来可能扩展到其他类型的车辆。公司有多款车型，每款车型有多个型号，型号分为不同的价格等级。客户可以选择车型和型号，如果选中的车不可用，系统应提示客户选择其他车型或推荐相似的车型。公司提供多种租赁计划，如每日无限里程计划和周末省钱计划。客户可以通过电话或亲自预订，无需押金。预订超过一定时间未签约将作废。客户可以一次性支付账单，也可以由公司支付。账单可以通过信用卡支付，支付信息通过信用卡处理公司处理。车辆需要频繁的预防性维护，任何损坏必须尽快修理。公司需要记录车辆的购买、维修、保养和报废信息，用于商业和税务目的。

#### CRC模型
| 类名 | 责任 | 合作者 |
|------|------|-------|
| RentalCompany | 管理车辆租借和归还，建议替代车型 | Car, CarModel, Customer, Reservation |
| Customer | 预订车辆，支付账单 | RentalCompany, Invoice |
| Invoice | 打开和关闭账单 | Customer, PaymentProcessor |
| CarModel | 提供车型名称和价格等级 | Car, PriceClass |
| PriceClass | 提供价格信息 | CarModel |
| RentalPlan | 提供租赁计划名称和详情 | Car, Reservation |
| Car | 提供车型信息，检查可用性，出租和归还 | RentalCompany, MaintenanceLog, RepairLog |
| CreditCardProcessor | 处理信用卡支付 | Invoice |

#### 建立CRC模型的方法
1. **识别类**: 根据需求确定系统中的主要类。
2. **确定责任**: 为每个类确定其主要责任。
3. **确定合作者**: 确定每个类与其合作者的关系。
4. **填写卡片**: 使用 CRC 卡片格式填写类名、责任和合作者。
5. **优化模型**: 确保模型的清晰性和准确性，去除冗余信息。

### 第43题
**熟悉需求模型的各个元素，以及需求模型向设计模型的转换关系。思考从行为和结构两个方面思考做真正开发这件事情。**

#### 需求模型的元素
1. **用例图**: 描述系统与外部参与者之间的交互。
2. **用例规约**: 详细描述用例的场景和步骤。
3. **活动图**: 描述用例中的活动流程。
4. **状态图**: 描述对象在不同状态下的行为。
5. **序列图**: 描述对象之间的消息传递顺序。
6. **通信图**: 描述对象之间的交互关系。
7. **类图**: 描述系统的静态结构。
8. **数据字典**: 描述系统中的数据元素。

#### 需求模型向设计模型的转换关系
1. **用例图 → 类图**: 从用例图中提取主要的类和对象。
2. **用例规约 → 序列图**: 从用例规约中提取消息传递顺序，生成序列图。
3. **活动图 → 流程图**: 从活动图中提取流程，生成流程图。
4. **状态图 → 状态机**: 从状态图中提取状态和转换，生成状态机。
5. **类图 → 数据模型**: 从类图中提取数据模型，生成数据库表结构。

#### 从行为和结构两个方面思考开发
1. **行为方面**:
- **用例驱动**: 从用例出发，确保系统功能的完备性和正确性。
- **活动图和状态图**: 描述系统的行为和状态，确保系统的动态行为符合预期。
- **序列图和通信图**: 描述对象之间的消息传递，确保系统的交互逻辑正确。

2. **结构方面**:
- **类图**: 描述系统的静态结构，确保系统的结构合理和可维护。
- **数据模型**: 描述系统的数据结构，确保数据的完整性和一致性。
- **模块化设计**: 将系统分解为模块，确保每个模块的功能独立和高内聚。

### 第44题
**学习如何建模E-R图（E-R图是类图的超集）**

#### E-R图的基本元素
1. **实体**: 代表系统中的对象，用矩形表示。