第一单元总结
目录
作业要求简述
整体思路
UML图
化简
Bug分析
度量分析
架构设计体验
写在最后
作业要求简述
本单元共有三次作业，第一次作业要求实现的功能是完成单变量多项式的括号展开，第二次作业增加了三角函数、自定义函数和求和函数，第三次作业增加了表达式多层嵌套的功能。
整体思路
读入表达式 --> 对表达式进行预处理 --> 解析表达式 --> 化简表达式 --> 输出化简表达式
UML图
UML图中列出了所有的类和重要的属性及方法，Mainclass类中读入自定义函数和待化简的表达式，之后PreDeal类对读入的内容进行预处理，dealSum将表达式中的sum函数展开为求和的形式，dealFunciton将表达式中调用的自定义函数代入具体参数，dealPlus将表达式中多余的加减号处理掉。Parse和Lexer对预处理过的表达式进行解析。程序采用的解析方法是递归下降，因子(Factor)相乘得到项(Term),项相加减得到表达式(Expr)。
化简
第一次作业中，不存在三角函数，只包含变量x和常数，所以Variable类中只含coefficient(系数)和power(指数)两个属性。相乘的操作是将系数相乘，指数相加；相加的操作是指数不变，系数相加(两个操作数指数相同的情况下)；经过运算得到含有Variable的容器后，再合并同类项：将指数相同的Variable的系数加在一起，合并为单个Variable，最后再输出化简后的表达式。二三次作业新增了三角函数，(由于懒)，我并没有新增类来表示三角函数，而是在Variable类中新增了String类型的trian属性，trian属性用来储存三角函数。在进行运算时，变量x和常数的运算保持不变，如遇新的三角函数相乘，便将新的三角函数用字符串相加的方式加入到trian中。运算完成进行化简时，再进行遍历，比较字符串，进行合并。这样做，思路很简单，实际操作起来也并不复杂，但缺点是运行速度较慢，化简的效果不是很好(这种化简方式属于是反面典型)。
Bug分析
三次作业中出现的bug很多，大多是由细节处理不到位和考虑不周全所导致的。在第一次作业的预处理环节，我在处理多余的加减号时，忘记了把指数的正号吞掉。在第三次作业中，少考虑了sum函数求和下限比求和上限大的情况，在处理自定义函数实参时，考虑得也有纰漏。这些bug只需几行便能更改，但就是由于缺少了细节，导致程序正确性缺失。写完作业后，我自己也没有做充足的测试，没有及时发现和更正。
度量分析
作业一 类复杂度
作业二 类复杂度
作业三 类复杂度
上图依次为作业一、二、三的类复杂度，作业二三的预处理环节变得较为复杂，在Mainclass类中多次调用了PreDeal中的方法，使得Mainclass类复杂度迅速增加。Parser类中多是递归的方法，有些偏面向过程，复杂度也比较高。我将化简的函数放在了Expr类中，由于化简方式不优，该类复杂度也比较高。二三次作业在进行迭代时，没有新增类处理新增的功能，而是在原类上增添代码，这也提高了类的复杂度。
作业一 方法复杂度
作业二 方法复杂度
作业三 方法复杂度
上图分别为作业一二三的方法复杂度(仅列举了重要的方法)，从作业一到作业二，复杂度变化较大，由作业二到作业三，复杂度变化不明显。但在作业一二三中，均存在复杂度过高的方法，说明该方法还可拆分为多个子方法，可降低耦合度，方便后续的调试工作，也会提升代码的阅读体验。
架构设计体验
我的三次作业是逐次迭代形成的，中间并没有重构过。第一次作业的代码参考了training中官方提供的答案，架构基本是答案的高仿版，甚至很多函数名都没有更改。第二次作业较第一次作业新增了求和函数、自定义函数和三角函数，代码改动主要在预处理环节和计算化简环节。经过预处理，程序将输入的多项式转化为类似于第一次作业输入的多项式；在解析环节并未做许多改动；计算和化简环节也只是增加了有关三角函数的功能。第三次作业较第二次作业的改动更少，因为第二次作业已经支持了部分嵌套的功能，轮子在之前已经造好了，只需将三角函数的嵌套略加处理即可。总体来讲，第一次作业投入的精力和时间最多，二三次作业投入的精力和时间依次递减，相对较少。后续迭代并没有做过多的更改，这样虽然减少了部分工作量，但也带来了诸多的问题 ： 类复杂度上升，代码运行速度较慢，优化效果不佳。在后续学习中，应当加以注意，不要畏惧改动和重构，争取实现性能的最优。
写在最后
这三次作业让我深刻体会到了架构的重要性，由于一开始参考的答案代码架构合理，这三次作业才能缝缝补补，逐次迭代。不足之处是在具体编写代码时，层次化的设计并没有充分地体现，许多关系和结构还是十分混乱，代码之间的耦合度还是比较高，在调试时花费了不少的时间；面向对象的编程思想也没有充分地体现在代码之中，类之间的关系处理得并不是很恰当。
第一单元的学习已经告以段落，在这四周的时间里，我入门了Java这门编程语言，掌握了一些语法和用法，接触到了面向对象的编程，也学习了递归下降这一解析方法。除了收获许多具体实际的知识，这四周的时间里，我也受到了许多的挫折教育。在今后的学习过程中，希望自己可以及时总结，及时反思，吸取经验和教训，不断提升自己的能力。
