인터페이스를 활용한 학점 산출 프로그램 만들기

문제 정의

Good School 학교가 있습니다. 이 학교에는 5명의 학생들이 수업을 듣습니다. 과목은 국어와 수학이 있고, 각 학생은 두 과목을 모두 수강합니다.

전공은 컴퓨터공학과 국어국문학 두 가지가 있습니다. 컴퓨터공학과 학생은 수학이 필수과목이고,

국어국문학과 학생은 국어가 필수 과목입니다.

각 학생별로 한 개의 전공을 선택합니다.

이번 학기 각 학생의 성적은 다음과 같습니다.

이름	학번	전공	필수 과목	국어 점수	수학 점수
강감찬	211213	국어국문학과	국어	95	56
김유신	212330	컴퓨터공학과	수학	95	98
신사임당	201518	국어국문학과	국어	100	88
이순신	202360	국어국문학과	국어	89	95
이황	201290	컴퓨터공학과	수학	83	56

학점을 부여하는 방벅은 여러 가지가 있습니다. 단순히 A,B,C,D,F를 부여하는 방법, A+, B-처럼 +/-를 사용하는 방법, Pass/Fail 만을 부여하는 방법등이 있습니다.

여기 각 학생에게 학점을 부여하는 데 사용하는 정책은 두 가지입니다. 일반 과목이라면 A ~ F로, 필수 과목이라면 S ~ F 로 분류합니다. 점수에 따른 학점 부여기준은 다음과 같습니다

필수 과목 학점 기준

S	A	B	C	D	F
100~95	94~90	89~80	79~70	69~60	60미만

일반 과목 학점 기준

S	A	B	C	D
100~90	89~80	79~70	69~55	55 미만

만약 똑같이 95점을 받은 경우, 필수 과목이라면 S를 받지만, 일반 과목은 A를 받습니다. 또한 56점을 받으면 필수 과목은 F이지만, 일반 과목은 D를 받습니다.

프로그램 구현 과제

위와 같이 주어진 성적과 각 과목에 대한 학점 정책에 따라 아래와 같이 학점 결과가 나올 수 있도록 구현합니다.

학점의 정책이 추가되는 경우와 과목이 추가되는 경우를 고려하여 객체를 설계하고 학점 정책에 대해서는 인터페이스를 선언하고 각 정책이 해당 인터페이스를 구현하도록 합니다.

국어 과목 결과

수학 과목 결과

클래스 정의 하고 관계도 그리기

Student.java

public class Student {
	
	private int studentId;    		//학번
	private String studentName;		//이름
	private Subject majorSubject;	//중점 과목
	
	//학생의 성적 리스트 
	//addSubjectSocre() 메서드가 호출되면 리스트에 추가 됨
	private ArrayList<Score> scoreList = new ArrayList<Score>(); 
	
	public Student( int studentId, String studentName, Subject majorSubject){
		this.studentId = studentId;
		this.studentName = studentName;
		this.majorSubject = majorSubject;
	}
	
	public void addSubjectScore(Score score){
		scoreList.add(score);
	}

	public int getStudentId() {
		return studentId;
	}

	public void setStudentId(int studentId) {
		this.studentId = studentId;
	}

	public String getStudentName() {
		return studentName;
	}

	public void setStudentName(String studentName) {
		this.studentName = studentName;
	}

	public Subject getMajorSubject() {
		return majorSubject;
	}

	public void setMajorSubject(Subject majorSubject) {
		this.majorSubject = majorSubject;
	}

	public ArrayList<Score> getScoreList(){
		return scoreList;
	}
	
	public void setScoreList(ArrayList<Score> scoreList) {
		this.scoreList = scoreList;
	}
}

Subject.java

public class Subject {
	private String subjectName;  //과목 이름
	private int subjectId;      // 과목 고유번호
	private int gradeType;      // 과목 평가 방법 기본은 A,B 방식
	
	//수강 신청한 학생 리스트
	//register() 메서드를 호출하면 리스트에 추가 됨
	private ArrayList<Student> studentList = new ArrayList<Student>();
	
	public Subject(String subjectName, int subjectId){
		this.subjectName = subjectName;
		this.subjectId = subjectId;
		this.gradeType = Define.AB_TYPE;   //기본적으로 A, B 타입
	}

	public String getSubjectName() {
		return subjectName;
	}

	public void setSubjectName(String subjectName) {
		this.subjectName = subjectName;
	}

	public int getSubjectId() {
		return subjectId;
	}

	public void setSubjectId(int subjectId) {
		this.subjectId = subjectId;
	}

	public ArrayList<Student> getStudentList() {
		return studentList;
	}

	public void setStudentList(ArrayList<Student> studentList) {
		this.studentList = studentList;
	}

	public int getGradeType() {
		return gradeType;
	}

	public void setGradeType(int gradeType) {
		this.gradeType = gradeType;
	}

	public void register(Student student){  //수강신청
		studentList.add(student);
	}
}

Score.java

public class Score {
	int studentId;   //학번
	Subject subject; //과목
	int point;      //점수
	
	public Score( int studentId, Subject subject, int point){
		this.studentId = studentId;
		this.subject = subject;
		this.point = point;
	}

	public int getStudentId() {
		return studentId;
	}

	public void setStudentId(int studentId) {
		this.studentId = studentId;
	}

	public Subject getSubject() {
		return subject;
	}

	public void setSubject(Subject subject) {
		this.subject = subject;
	}

	public int getPoint() {
		return point;
	}

	public void setPoint(int point) {
		this.point = point;
	}

	public String toString(){
		return "학번:" + studentId + "," + subject.getSubjectName() + ":" + point;
	}
}

Define.java

public class Define {

	public static final int KOREAN = 1001;  //국어
	public static final int MATH = 2001;    //수학
		
	public static final int AB_TYPE = 0;    // A, B, C
	public static final int SAB_TYPE = 1;   // S, A, B, c
	public static final int PF_TYPE = 2;   // P, F
	
}

학점 평가 정책 설계하고 구현하기

인터페이스 정의하기

점수에 따른 학점의 정책은 여러가지가 있을 수 있습니다. 인터페이스를 먼저 선언하고, 각 정책 클래스가 이를 구현하도록 합니다

GradeEvaluation.java

public interface GradeEvaluation {
	public String getGrade(int point);
}

일반 과목 학점에 대한 클래스 구현

BasicEvaluation.java

public  class BasicEvaluation implements GradeEvaluation{

	@Override
	public String getGrade(int point) {
		String grade;
		
		if(point >=90 && point <=100)
			grade = "A";
		else if(point >=80 && point <=89)
			grade = "B";
		else if(point >=70 && point <=79)
			grade = "C";
		else if(point >=55 && point <=69)
			grade = "D";
		else
			grade = "F";
		return grade;
	}
}

필수 과목 학점에 대한 클래스 구현

MajorEvaluation.java

public class MajorEvaluation implements GradeEvaluation{

	@Override
	public String getGrade(int point) {
		String grade;
		if(point >=95 && point <=100)
			grade = "S";
		else if(point >=90 && point <=94)
			grade = new String("A");
		else if(point >=80 && point <=89)
			grade = "B";
		else if(point >=70 && point <=79)
			grade = "C";
		else if(point >=60 && point <=69)
			grade = "D";
		else
			grade = "F";
		return grade;
	}
}

리포트 클래스

학점 평가에 대한 클래스들을 인스턴스화 하고 이에 대한 배열을 만들어 각 과목에 점수를 산정할 때 필수 과목인지 일반 과목인지에 따라 각 정책 클래스가 학점을 평가할 수 있도록 구현 합니다.
전반적인 리포트의 생성은 header부분, 본문 부분, tail 부분으로 구성합니다.
StringBuffer 클래스를 이용하여 모든 리포트의 내용을 만들고 난후 toString()을 호출 하여 String 클래스로 반환합니다.

GenerateGradeReport.java

public class GenerateGradeReport {

	School school = School.getInstance();
	public static final String TITLE = " 수강생 학점 \t\t\n";
	public static final String HEADER = " 이름  |  학번  |중점과목| 점수   \n";
	public static final String LINE = "-------------------------------------\n";
	private StringBuffer buffer = new StringBuffer();  
	
	public String getReport(){
		ArrayList<Subject> subjectList = school.getSubjectList();  // 모든 과목에 대한 학점 산출
		for( Subject subject : subjectList) {
			makeHeader(subject);
			makeBody(subject);
			makeFooter();
		}
		return buffer.toString();  // String 으로 반환
	}
	
	public void makeHeader(Subject subject){
		buffer.append(GenerateGradeReport.LINE);
		buffer.append("\t" + subject.getSubjectName());
		buffer.append(GenerateGradeReport.TITLE );
		buffer.append(GenerateGradeReport.HEADER );
		buffer.append(GenerateGradeReport.LINE);
	} 
	
	public void makeBody(Subject subject){
		
		ArrayList<Student> studentList = subject.getStudentList();  // 각 과목의 학생들
		
		for(int i=0; i<studentList.size(); i++){
			Student student = studentList.get(i);
			buffer.append(student.getStudentName());
			buffer.append(" | ");
			buffer.append(student.getStudentId());
			buffer.append(" | ");
			buffer.append(student.getMajorSubject().getSubjectName() + "\t");
			buffer.append(" | ");
			
			getScoreGrade(student, subject.getSubjectId());  //학생별 해당과목 학점 계산
			buffer.append("\n");
			buffer.append(LINE);
		}
	}
	
	public void getScoreGrade(Student student, int subjectId){
		
		ArrayList<Score> scoreList = student.getScoreList();
		int majorId = student.getMajorSubject().getSubjectId();
		
		GradeEvaluation[] gradeEvaluation = {new BasicEvaluation(), new MajorEvaluation()};  //학점 평가 클래스들
		
		for(int i=0; i<scoreList.size(); i++){  // 학생이 가진 점수들 
			
			Score score = scoreList.get(i);
			if(score.getSubject().getSubjectId() == subjectId) {  // 현재 학점을 산출할 과목 
				String grade;
				if(score.getSubject().getSubjectId() == majorId)  // 중점 과목인 경우
					grade = gradeEvaluation[Define.SAB_TYPE].getGrade(score.getPoint());  //중점 과목 학점 평가 방법
				else
					grade = gradeEvaluation[Define.AB_TYPE].getGrade(score.getPoint()); // 중점 과목이 아닌 경우
				buffer.append(score.getPoint());
				buffer.append(":");
				buffer.append(grade);
				buffer.append(" | ");
			}
		}
	}
	
	public void makeFooter(){
		buffer.append("\n");
	}
}

프로그램 테스트 하기

주어진 테이터에 기반하여 Student, Subject, Score 객체를 직접 만들어 각 과목에 따른 학점의 결과가 잘 출력되는지 확인 합니다.
모든 학생과 과목을 관리하는 School 맥체를 만듭니다.

School.java

public class School {

	private static School instance = new School();
	
	private static String SCHOOL_NAME = "Good School";
	private ArrayList<Student> studentList = new ArrayList<Student>();
	private ArrayList<Subject> subjectList = new ArrayList<Subject>();
	
	private School(){}
	
	public static School getInstance(){
		if(instance == null) 
			instance = new School();
		return instance;
	}
	
	public ArrayList<Student> getStudentList(){
		return studentList;
	}
	
	public void addStudent(Student student){
		studentList.add(student);
	}

	public void addSubject(Subject subject) {
		subjectList.add(subject);
	}

	public ArrayList<Subject> getSubjectList() {
		return subjectList;
	}

	public void setSubjectList(ArrayList<Subject> subjectList) {
		this.subjectList = subjectList;
	}
}

TestMain.java

public class TestMain {

	School goodSchool = School.getInstance();
	Subject korean;
	Subject math;

	GenerateGradeReport gradeReport = new GenerateGradeReport();
	
	public static void main(String[] args) {
		
		TestMain test = new TestMain();
		
		test.creatSubject();
		test.createStudent();
		
		String report = test.gradeReport.getReport(); //성적 결과 생성
		System.out.println(report); // 출력
		
	}
	
	//테스트 과목 생성
	public void creatSubject(){
		
		korean = new Subject("국어", Define.KOREAN);
		math = new Subject("수학", Define.MATH);
		
		goodSchool.addSubject(korean);
		goodSchool.addSubject(math);
	}
	
	//테스트 학생 생성
	public void createStudent(){
		
		Student student1 = new Student(211213, "강감찬", korean  );
		Student student2 = new Student(212330, "김유신", math  );
		Student student3 = new Student(201518, "신사임당", korean  );
		Student student4 = new Student(202360, "이순신", korean  );
		Student student5 = new Student(201290, "홍길동", math );
		
		goodSchool.addStudent(student1);
		goodSchool.addStudent(student2);
		goodSchool.addStudent(student3);
		goodSchool.addStudent(student4);
		goodSchool.addStudent(student5);

		korean.register(student1);
		korean.register(student2);
		korean.register(student3);
		korean.register(student4);
		korean.register(student5);
		
		math.register(student1);
		math.register(student2);
		math.register(student3);
		math.register(student4);
		math.register(student5);
		
		addScoreForStudent(student1, korean, 95); 
		addScoreForStudent(student1, math, 56);	
		
		addScoreForStudent(student2, korean, 95); 
		addScoreForStudent(student2, math, 95);	
		
		addScoreForStudent(student3, korean, 100); 
		addScoreForStudent(student3, math, 88);	
		
		addScoreForStudent(student4, korean, 89); 
		addScoreForStudent(student4, math, 95);	
		
		addScoreForStudent(student5, korean, 85); 
		addScoreForStudent(student5, math, 56);	
	}

	//과목별 성적 입력
	public void addScoreForStudent(Student student, Subject subject, int point){
		
		Score score = new Score(student.getStudentId(), subject, point);
		student.addSubjectScore(score);
		
	}
}

프로그램 업그레이드 하기

과목과 학점 정책이 추가되는 경우

방송댄스 과목이 새로 개설되고 이 과목의 학점 평가 정책은 pass/fail 로 정해졌다고 합니다. 70점 이상인 경우는 pass, 미만인 경우는 fail입니다.

전체 5명 학생중 3명만이 이 과목을 수강신청 했습니다. 추가된 요구사항이 잘 반영되도록 구현하세요

상수값 추가하기

Define.java

public class Define {

	public static final int KOREAN = 1001;  //국어
	public static final int MATH = 2001;    //수학
	public static final int DANCE = 3001;   //방송댄스
		
	public static final int AB_TYPE = 0;    // A, B, C
	public static final int SAB_TYPE = 1;   // S, A, B, c
	public static final int PF_TYPE = 2;   // P, F
	
}

GradeEvaluation 인터페이스를 구현한 Pass/Fail BasicEvaluation PassFailEvaluation

public class PassFailEvaluation implements GradeEvaluation{

	@Override
	public String getGrade(int point) {
		if (point >= 70) 
			return "P";
		else
		    return "F";
	}
}

리포트 클래스 추가할 부분

학점 평가 정책 인스턴스 배열에 새로 추가한 정책에 대한 인스턴스를 추가합니다.

또한 Subject에 대한 학점 정책이 PF_TYPE인 경우만 해당 클래스가 적용되도록 합니다.

GenerateGradeReport

...

public void getScoreGrade(Student student, Subject subject){
		
		ArrayList<Score> scoreList = student.getScoreList();
		int majorId = student.getMajorSubject().getSubjectId();
		
		GradeEvaluation[] gradeEvaluation = {new BasicEvaluation(), new MajorEvaluation(), new PassFailEvaluation()};  //학점 평가 클래스들
		
		for(int i=0; i<scoreList.size(); i++){  // 학생이 가진 점수들 
			
			Score score = scoreList.get(i);
			if(score.getSubject().getSubjectId() == subject.getSubjectId()) {  // 현재 학점을 산출할 과목 
				String grade;
		
				if(subject.getGradeType() == Define.PF_TYPE) {
					grade = gradeEvaluation[Define.PF_TYPE].getGrade(score.getPoint());
				}
				else {
				    if(score.getSubject().getSubjectId() == majorId)  // 중점 과목인 경우
					    grade = gradeEvaluation[Define.SAB_TYPE].getGrade(score.getPoint());//중점 과목 학점 평가 방법  
				    else
				    	grade = gradeEvaluation[Define.AB_TYPE].getGrade(score.getPoint()); // 중점 과목이 아닌 경우
				}
				buffer.append(score.getPoint());
				buffer.append(":");
				buffer.append(grade);
				buffer.append(" | ");
			}
		}
	}

테스트 클래스에 문제의 셋을 추가하여 학점을 출력해 봅니다.

TestMain.java

public class TestMain {

	School goodSchool = School.getInstance();
	Subject korean;
	Subject math;
	Subject dance;
	
	GenerateGradeReport gradeReport = new GenerateGradeReport();
	
	public static void main(String[] args) {
		
		TestMain test = new TestMain();
		
		test.creatSubject();
		test.createStudent();
		
		String report = test.gradeReport.getReport(); //성적 결과 생성
		System.out.println(report); // 출력
		
	}
	
	//테스트 과목 생성
	public void creatSubject(){
		
		korean = new Subject("국어", Define.KOREAN);
		math = new Subject("수학", Define.MATH);
		dance = new Subject("방송댄스", Define.DANCE);
		
		dance.setGradeType(Define.PF_TYPE);
		
		goodSchool.addSubject(korean);
		goodSchool.addSubject(math);
		goodSchool.addSubject(dance);
		
	}
	
	//테스트 학생 생성
	public void createStudent(){
		
		Student student1 = new Student(211213, "강감찬", korean  );
		Student student2 = new Student(212330, "김유신", math  );
		Student student3 = new Student(201518, "신사임당", korean  );
		Student student4 = new Student(202360, "이순신", korean  );
		Student student5 = new Student(201290, "홍길동", math );
		
		goodSchool.addStudent(student1);
		goodSchool.addStudent(student2);
		goodSchool.addStudent(student3);
		goodSchool.addStudent(student4);
		goodSchool.addStudent(student5);

		korean.register(student1);
		korean.register(student2);
		korean.register(student3);
		korean.register(student4);
		korean.register(student5);
		
		math.register(student1);
		math.register(student2);
		math.register(student3);
		math.register(student4);
		math.register(student5);
		
		//세 명만 등록
		dance.register(student1);
		dance.register(student2);
		dance.register(student3);
		
		addScoreForStudent(student1, korean, 95); 
		addScoreForStudent(student1, math, 56);	
		
		addScoreForStudent(student2, korean, 95); 
		addScoreForStudent(student2, math, 95);	
		
		addScoreForStudent(student3, korean, 100); 
		addScoreForStudent(student3, math, 88);	
		
		addScoreForStudent(student4, korean, 89); 
		addScoreForStudent(student4, math, 95);	
		
		addScoreForStudent(student5, korean, 85); 
		addScoreForStudent(student5, math, 56);	
		
		addScoreForStudent(student1, dance, 95);	
		addScoreForStudent(student2, dance, 85); 
		addScoreForStudent(student3, dance, 55);	
		
	}

	//과목별 성적 입력
	public void addScoreForStudent(Student student, Subject subject, int point){
		
		Score score = new Score(student.getStudentId(), subject, point);
		student.addSubjectScore(score);
		
	}
}

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코드는 기억보단 기록

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