BUAA_OO_Unit3总结
Unit 3
测试数据
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正确性测试
通过python实现的数据生成器和对拍器，生成大量随机数据，并和室友对拍，来确保程序的正确性。
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时间测试
对于时间复杂度较高的方法，虽然正确性测试没有问题，但可能会有超时的问题，对于此类问题，采取针对性构造数据的方法进行测试。例如query_least_connection、send_indirect_message、query_group_value_sum等方法，逐一验证其性能是否满足。
图模型构建和维护
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构建
public class MyPerson implements Person { private final HashMap<Integer, Integer> values; } public class UnionFindSet { private final HashMap<Integer, Integer> set; } public class MyNetwork implements Network { private final HashMap<Integer, Person> people; private final UnionFindSet unionFindSet; }我使用了两种数据结构：邻接表和并查集，来构建图模型以实现对图的各种查询，对图的各种修改也需要我们同时维护这两种数据结构。
其中HashMap<Integer, Person> people为邻接表，UnionFindSet unionFindSet为并查集。
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维护
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add_person
people.put(person.getId(), person); unionFindSet.put(person.getId());在邻接表和并查集同时加入一个节点。
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add_relation
((MyPerson) getPerson(id1)).link(getPerson(id2), value); ((MyPerson) getPerson(id2)).link(getPerson(id1), value); unionFindSet.union(id1, id2);将两个Person互相加入对方的邻接链表中，在并查集中将两个节点合并。
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query_value
return getPerson(id1).queryValue(getPerson(id2));在邻接表中查询边的权值。
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query_circle
return unionFindSet.find(id1) == unionFindSet.find(id2);在并查集中查询两节点的根节点，若相同则联通。
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query_block_sum
int sum = 0; for (Integer id : unionFindSet.getSet().keySet()) { if (unionFindSet.getSet().get(id).equals(id)) { sum++; } } return sum;在并查集中查询连通块的数量，若一个节点的父节点为自己，则连通块的数量加一。
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query_least_connection
Kruskal算法或者Prim算法
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send_indirect_message
Dijkstra算法
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性能问题
因为本次作业中数据量较大，指令条数不多于10000，且时间要求严格，最大运行cpu时间为10s。所以对于任何一条指令，如果时间复杂度为O（n²），就会造成超时，所以我们要尽量将时间复杂度控制在O（nlogn）以下。
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query_least_connection
最小生成树可以使用Kruskal算法，时间复杂度为O（nlogn），也可以使用Prim算法，时间复杂度为O（n²），性能并不是很好，但可以使用堆进行优化，将时间复杂度优化为O（nlogn）。
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send_indirect_message
最短路径可以使用Dijkstra算法，时间复杂度为O（n²），性能并不是很好，但可以使用堆进行优化，将时间复杂度优化为O（nlogn）。
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query_group_value_sum
本指令为查询Group中所有Person的边的权值之和。如果二重循环遍历所有的点，对任意两点之间查询边的权值，那么时间复杂度为O（n²）。性能也不是很好，可以通过遍历每一个点的所有邻接边，即遍历该图中的所有边，将时间复杂度优化为O（n）。
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delete_cold_emoji
如果使用ArrayList存储emoji，边遍历边删除的时间复杂度是O（n²）的，所以可以用LinkedList，或者使用removeIf方法，时间复杂度为O（n）。
emoji.values().removeIf(value -> value < limit); messages.values().removeIf(message -> (message instanceof EmojiMessage) && !containsEmojiId(((EmojiMessage) message).getEmojiId())); -
clean_notices
同上。
messages.removeIf(message -> message instanceof NoticeMessage); -
数据结构
可以使用HashMap来存储Person、Group、Message等信息，其中键为id，值为Person、Group、Message等对象，以实现在O（logn）的时间复杂度内通过id查找对象。
扩展
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发送广告
/*@ public normal_behavior @ requires containsMessage(messageId) && contains(personId) && @ getPerson(personId) instanceOf Advertiser; @ assignable messages; @ (\exists int j; 0 <= j && j < messages.length; messages[j].equals(\old(messages[i])))); @ ensures !containsMessage(messageId) && messages.length == \old(messages.length) - 1 && @ (\forall int i; 0 <= i && i < \old(messages.length) && \old(messages[i].getId()) != messageId; @ also @ public exceptional_behavior @ signals (MessageIdNotFoundException e) !containsMessage(messageId); @ signals (PersonIdNotFoundException e) containsMessage(id) && !contains(personId); @ signals (PersonIdNotFoundException e) containsMessage(id) && contains(personId) @ && !(getPerson(personId) instanceOf Advertiser; @*/ public void sendAdvertise(int id1, int id2) throws PersonIdNotFoundException, MessageIdNotFoundException; -
查询销售额
/*@ public normal_behavior @ requires contains(personId) && getPerson(personId) instanceOf Producer; @ assignable nothing; @ ensures \result == (Producer) getPerson(PersonId).querySale(productId); @ also @ public exceptional_behavior @ signals (PersonIdNotFoundException e) !contains(personId) || (contains(personId) @ && !(getPerson(personId) instanceOf Producer); @ signals (ProductIdNotFoundException e) contains(personId) @ && getPerson(personId) instanceOf Producer @ && (Producer) getPerson(personId).containProduct(productId); @*/ public int querySale(int personId,int productId) throws ProductIdNotFoundException, PersonIdNotFoundException; -
查询销售路径
/*@ public normal_behavior @ requires contains(personId) && getPerson(personId) instanceOf Producer; @ assignable nothing; @ ensures \result == (Producer) getPerson(PersonId).queryProdectPath(productId); @ also @ public exceptional_behavior @ signals (PersonIdNotFoundException e) !contains(personId) || (contains(personId) @ && !(getPerson(personId) instanceOf Producer); @ signals (ProductIdNotFoundException e) contains(personId) @ && getPerson(personId) instanceOf Producer @ && (Producer) getPerson(personId).containProduct(productId); @*/ public List<Person> queryProdectPath(int personId,int productId) throws ProductIdNotFoundException, PersonIdNotFoundException;
学习体会
通过本单元的学习，学习到了如何阅读以及编写JML，体会到了JML语言相对于自然语言的严谨性以及无二义性，但也有其相应的缺点，例如阅读编写起来比较困难，难以理解。同时，巩固复习了图论的相关内容，例如图的存储、连通块的数量、最小生成树、最短路径等问题。此外，该单元增强了自己对于时间复杂度的分析能力，对算法时间复杂度的优化产生了兴趣。
