【Unit1】表达式化简（层次化设计）-作业总结
三次作业围绕表达式化简展开，逐次递进。主体思路为：递归下降解析表达式保存至类中，依据相关模式化简，依照规范输出字符串。
1.第一次作业
1.1 题目概述
表达式 = 项 + 项 + ...
项 = 因子 * 因子 * ...
因子 = {变量因子， 常数因子， 表达式因子}
变量因子 = {幂函数}
幂函数： x ** +02、x ** 003、x ** 1
常数因子： -003、2
表达式因子：(x+1)**+3、(-x) 不嵌套
例：(空白字符不重要，replace预处理就好)
[input] +-+1*(-+-3*x*x**1-3*x)-x **+02*(3)**1
[output] 3*x-6*x*x
1.2 个人处理思路
初觉棘手，实验课上的代码中lexer和parser给了很好的启发，是为递归下降法。一开始怕麻烦，既然实验给的代码能解析加减、乘、括号，那便将表达式多出的乘方处理掉喂给parser即可。将过程分为预处理+解析+化简&优化+输出。
1.2.1 预处理
（1）借题目乘方指数限制，使用字符串预处理将乘方硬展成多项乘也未为不可。于是有了MainClass中预处理函数unfoldPower()，使用正则表达式匹配乘方情况（只可能是x**和(..)**），再用subString()切片拼接出新的表达式字符串。
吐槽：不可拓展的操作，纯粹钻第一次作业的空子，要改
（2）因表达式首项、项首因子、常数均可以加符号，便觉麻烦。想了想这么多符号均可以合并，那便预处理时先合并好了事。于是有了MainClass中预处理函数clipDupOperator()，使用正则表达式匹配符号（+-+3和**+02两类情形），一次只匹配两个符号，替换完后从头遍历（以防字符串变动start()移位和Matcher.find()副作用影响)。
吐槽：对符号的预处理是没有完整理解表达式结构的表现，完全没有利用好lexer和parser
1.2.2 解析
Lexer词法分析，按词义暴露读取单词(peek())；Parser获取词并解析。
parseExpression()处理表达式，遇到项parseTerm()处理项。认为化简后项自带模板a*x**b*()，便不再下分因子。项中遇表达式因子则再次parseExpression()，并将结果存入项Term类中属性ArrayList<Expression> bracketExpressions中。
1.2.3 化简&优化
由于Term类的模式集成，项中的常量和x读入时即可通过coefficient和degree化简。只剩下项中去括号和表达式中合并同类项
吐槽：degree这个词应该指整个多项式的次数而不是单项的指数，后面改回index了
（1）项中去括号：Term类中，mergeTwoExpressions()和mergeAllExpressions()将bracketExpression融合到只有1个元素；departBracket()进行乘法分配，返回项的列表，由Expression对象调用此方法并将得到的项并入自己的terms中
吐槽：违和感，Term类中处理Expression结果还要Expression中调用，应该算是内聚度不高；
mergeExpression可以在parseTerm时作为方法直接合并处理，而不是作为函数返回新Exression，这样缺少了类自身的感觉
（2）表达式合并同类项：Expression类中，uniteLikeTerm()合并同类项，clearZeroTerm()删零项，sortInCoefficientDescendingOrder()将所有项降序排列以尽可能使正向在前减少不必要的负号。
吐槽：零项直接删没了，还得在inFormat中特判处理，分工失误
1.2.4 输出
每个类配置inFormat()函数，调用Expression.inFormat()即可依次细分按规则输出。x**2换成x*x以减小长度的。
toString()是中间检验时按固有模式随便写的，没想到idea的debug会显示自动toString，属于意外之喜
1.3 度量分析
这次作业看似面向对象，但类里的方法与类关联度小，还是由面向过程的影子。(这好像并没有在度量数据里显示)
1.3.1 Class Metrics
| Class | OCavg | OCmax | WMC |
|---|---|---|---|
| Expression | 2.0 | 6.0 | 20.0 |
| Lexer | 1.75 | 3.0 | 7.0 |
| MainClass | 5.666666666666667 | 7.0 | 17.0 |
| Parser | 4.0 | 8.0 | 12.0 |
| Term | 1.9333333333333333 | 6.0 | 29.0 |
| Total | 85.0 | ||
| Average | 2.4285714285714284 | 6.0 | 17.0 |
1.3.2 Method Metrics
| Method | CogC | ev(G) | iv(G) | v(G) |
|---|---|---|---|---|
| Expression.addTerm(Term) | 0.0 | 1.0 | 1.0 | 1.0 |
| Expression.clearZeroTerm() | 3.0 | 1.0 | 3.0 | 3.0 |
| Expression.delTerm(int) | 0.0 | 1.0 | 1.0 | 1.0 |
| Expression.Expression() | 0.0 | 1.0 | 1.0 | 1.0 |
| Expression.get(int) | 0.0 | 1.0 | 1.0 | 1.0 |
| Expression.inFormat() | 3.0 | 1.0 | 3.0 | 3.0 |
| Expression.size() | 0.0 | 1.0 | 1.0 | 1.0 |
| Expression.sortInCoefficientDescendingOrder() | 0.0 | 1.0 | 1.0 | 1.0 |
| Expression.toString() | 1.0 | 1.0 | 2.0 | 2.0 |
| Expression.uniteLikeTerm() | 11.0 | 5.0 | 4.0 | 6.0 |
| Lexer.getNumber() | 2.0 | 1.0 | 3.0 | 3.0 |
| Lexer.Lexer(String) | 0.0 | 1.0 | 1.0 | 1.0 |
| Lexer.next() | 4.0 | 1.0 | 3.0 | 3.0 |
| Lexer.peek() | 0.0 | 1.0 | 1.0 | 1.0 |
| MainClass.clipDupOperator(String) | 9.0 | 1.0 | 5.0 | 6.0 |
| MainClass.main(String[]) | 7.0 | 3.0 | 4.0 | 5.0 |
| MainClass.unfoldPower(String) | 16.0 | 4.0 | 4.0 | 7.0 |
| Parser.parseExpression() | 2.0 | 1.0 | 3.0 | 3.0 |
| Parser.Parser(Lexer) | 0.0 | 1.0 | 1.0 | 1.0 |
| Parser.parseTerm(boolean) | 9.0 | 1.0 | 7.0 | 8.0 |
| Term.addExpression(Expression) | 0.0 | 1.0 | 1.0 | 1.0 |
| Term.compareTo(Term) | 3.0 | 3.0 | 2.0 | 3.0 |
| Term.departBracket() | 2.0 | 2.0 | 2.0 | 3.0 |
| Term.getBracketExpressions() | 0.0 | 1.0 | 1.0 | 1.0 |
| Term.getCoefficient() | 0.0 | 1.0 | 1.0 | 1.0 |
| Term.getDegree() | 0.0 | 1.0 | 1.0 | 1.0 |
| Term.inFormat() | 8.0 | 2.0 | 6.0 | 6.0 |
| Term.mergeAllExpressions() | 2.0 | 2.0 | 2.0 | 3.0 |
| Term.mergeTwoExpressions(Expression, Expression) | 3.0 | 1.0 | 3.0 | 3.0 |
| Term.multiplyTwoTerms(Term, Term) | 0.0 | 1.0 | 1.0 | 1.0 |
| Term.setCoefficient(BigInteger) | 0.0 | 1.0 | 1.0 | 1.0 |
| Term.setDegree(int) | 0.0 | 1.0 | 1.0 | 1.0 |
| Term.Term() | 0.0 | 1.0 | 1.0 | 1.0 |
| Term.Term(BigInteger, int) | 0.0 | 1.0 | 1.0 | 1.0 |
| Term.toString() | 1.0 | 1.0 | 2.0 | 2.0 |
| Total | 86.0 | 49.0 | 76.0 | 87.0 |
| Average | 2.4571428571428573 | 1.4 | 2.1714285714285713 | 2.4857142857142858 |
1.4 Bug记录与分析
本次强测100，互测未被hack
自动测评机造的数据复杂度高，具有较齐全的特征，能作为一般功能性测试。此方法hack出一个bug，属于作者独特疏漏带来的普遍bug；但无法发掘边界情况、特殊情况（极简表达式暴露、规则漏洞）
手工造的数据的数据单一，但指向性高，也考验个人对题目的细节理解。
1.4.1 个人
此次作业模式较少，未出现根本bug。仅在中测出现一疏漏bug
[1]忘修改clipDupOperator和unfoldPower预处理顺序调换带来的影响
其实换不换好像没影响，但是clip时消除了x**+2的多余符号，所以unfold的时便为考量该情况。是为修改的全面性。
1.4.2 他人
有一位是通过读代码找到的，其他2位有莫名其妙的诡异bug，懒得看了
[1] 用正则表达式消符号的疏漏
同样是预处理消多余符号
this.expression = expression.replaceAll("[ \\t]", "") // remove blank
.replaceAll("-\\+|\\+-", "-") // between terms
.replaceAll("--|\\+\\+", "+") // between terms
.replaceAll("\\*\\+", "*"); // between factors | inside a factor
13+-+3的符号顺序即可hack出
2.第二次作业
2.1 题目概述
表达式 = 项 + 项 + ...
项 = 因子 * 因子 * ...
因子 = {变量因子， 常数因子， 表达式因子}
变量因子 = {幂函数， 三角函数， 自定义函数， 求和函数}
幂函数： x ** +02、x ** 003、x ** 1
三角函数： sin(x)**2、cos(x**3)
求和函数： sum(i,3,5,因子)
常数因子： -003、2
表达式因子：(x+1)**+3、(-x) 不嵌套
例：(空白字符不重要，replace预处理就好)
[input]
2
f(x,y)=x+y
g(x,y)=x*sin(y)
(x+f(sin(x),x**2))*x+sum(i,3,2,sin(i))
[output]
x*x+x*sin(x)+x**3
2.2 个人处理思路
增添TriFunction、myFunction等新类应对新的因子。考虑到三角函数内同样含有多项式因子，为便于复用，将原本依附于Term类的多项式a*x**b单独开类PolyFactor。既然表达式终将互相merge为一个，不如parse到一个便merge一个，于是将原本表达式列表简化为单个表达式。新的Term模板为：
Term = PolyFactor*[sin(PolyFactor)*...]*(Expression)
意识到表达式字符串的处理，其实是预处理和解析的权衡。上一版作业解析能力差，通过预处理补齐。然而直接字符串操作的预处理显然没法面对复杂拓展情况（“复杂正则表达式会带来灾厄~”）；相反递归下降的解析手法可拓展性强，解析的复用更可以一劳永逸。这次作业便将重心移回解析，也为第三次作业打下良好基础。
同时，将上一版作业中与类关系若即若离的函数，变为了修改对象属性的方法，个人感觉内聚性强了也更有了对象的味道。将Expression和Term之间化简运算抽象为统一形式（multiplyXX()），并根据语义互相递归调用，发挥出了递归下降本该有的解析多层括号的能力。
由于函数方法的调整，这次突然意识到Java对象引用、深浅拷贝的事情，引发强烈危机感，为以防万一，手动给每个类写了deepClone()，必要时调用，并在debug时留了心眼。
2.2.1 预处理
提前获取保存自定义函数，将其设为private以供后续解析时使用。用SelfFunction类进行记录，且配合后续解析进行了字符预处理（是个蠢蠢的字符串替换，来源于解析策略的缺点，见后）
保留了clipDupOperator()仅用于处理最后inFormat输出时多余的符号以提高性能。所以其实可以改为“后处理”
2.2.2 解析
Lexer增加了对** sin/cos sum的识别。
Parser增加了表达式、项、常量的符号处理，符合形式化定义因而可以从根本解决符号问题。增加parseNum() parsePolyFactor()方便复用，增加parseTrig() parseSum() parseFunction()以应对新因子。
其中
- sum处理：提取出sum因子，利用字符串替换展开为不含sum的表达式，喂给新的parser.parseExpression()返回Expression给Term；
吐槽：由于sum中循环变量i和求和表达式中sin()的i重复，若使用
replace()会误替换，因而事先将sin换成其他字符(如#)，replace完后再换回String sumTerm = getContentInBrackets().replaceAll("sin", "#"); StringBuilder sb = new StringBuilder(); while (start.compareTo(end) <= 0) { sb.append("+").append(sumTerm.replaceAll("i", start.toString())); start = start.add(BigInteger.ONE); } if (sb.length() == 0) { sb.append("0"); } String expr = sb.toString().replaceAll("#", "sin");这种“技巧”在本次作业多次使用，是为字符串处理的劣势，拓展性差
- function处理：提取function因子，利用
split(",")提取参数（记为argument）；再和记录的函数变量（记为parameter）配对成Hashmap；遍历键值对，进行字符串替换（先替换变量x，以防后续argument和parameter中x混淆导致的替换错误），喂给新的parser.parseExpression()返回Expression给Term
吐槽：
String.split()方法再次展现了字符串处理的糟糕拓展性，这将成为第三次作业的bug
将parmeters替换为arguments会引入不合法的表达式:
| Funciton | Parameter = Argument | Result | Wish |
|---|---|---|---|
| x**2 | x = 2 | 2**2 不合法！ | 带入时给Argument带括号，(2)**2即合法 |
| sin(x**2) | x = x | sin(x**2) 合法 | 不希望带括号，若带括号sin((x)**2)即不合法 |
两者不能兼顾，便考虑对表达式预处理，代入时不加括号；然而仍需要分类讨论，对于单独x**2，进行展开x*x；对于在三角函数内部sin(x**2)不进行展开。这般用正则表达式势必会有模式误判，便采用了类似sum函数i替换的技巧：先依次将sin(...)记录并替换为无关字符，再匹配[xyz]**进行展开，最后再依次将无关字符替换会sin(...)
吐槽：总之就是非常流氓，当然也有一部分原因是parser功能不完善
2.2.3 化简&优化
将所有化简&优化方法集成到了每一个类中。同时也引发了一些对于对象引用/深浅拷贝理解不足带来的bug（详细见下）。
clearZeroTerm()时若只剩下一项且为0，则不删除；这样就不需再inFormat()中特判。
新实现优化：
- 基于sin(x)**2 + cos(x)**2 = 1的正向化简（包括部分提取公因式后类似结果）
- 基于sin(-x) = - sin(x), cos(-x) = cos(x)的符号外提
2.2.4 输出
稍微在inFormat中传入一些参数，以控制x**2是否以x*x输出
为了Term及以下的类实现Comparable接口排序便于优化
2.3 度量分析
2.3.1 Class Metrics
| Class | OCavg | OCmax | WMC |
|---|---|---|---|
| Expression | 2.176470588235294 | 8.0 | 37.0 |
| Lexer | 2.5 | 6.0 | 10.0 |
| MainClass | 4.0 | 5.0 | 8.0 |
| Parser | 4.0 | 12.0 | 36.0 |
| PolyFactor | 2.0 | 7.0 | 20.0 |
| SelfFunction | 3.0 | 9.0 | 12.0 |
| Term | 2.347826086956522 | 9.0 | 54.0 |
| TrigFunction | 1.7692307692307692 | 7.0 | 23.0 |
| Total | 200.0 | ||
| Average | 2.4390243902439024 | 7.875 | 25.0 |
2.3.2 Method Metrics
| Method | CogC | ev(G) | iv(G) | v(G) |
|---|---|---|---|---|
| Expression.addExpression(Expression) | 0.0 | 1.0 | 1.0 | 1.0 |
| Expression.addTerm(Term) | 0.0 | 1.0 | 1.0 | 1.0 |
| Expression.clearExpressionInTerm() | 5.0 | 3.0 | 3.0 | 4.0 |
| Expression.clearZeroTerm() | 6.0 | 1.0 | 4.0 | 4.0 |
| Expression.deepClone() | 1.0 | 1.0 | 2.0 | 2.0 |
| Expression.delTerm(int) | 0.0 | 1.0 | 1.0 | 1.0 |
| Expression.Expression() | 0.0 | 1.0 | 1.0 | 1.0 |
| Expression.Expression(ArrayList) | 0.0 | 1.0 | 1.0 | 1.0 |
| Expression.getTerm(int) | 0.0 | 1.0 | 1.0 | 1.0 |
| Expression.getTerms() | 0.0 | 1.0 | 1.0 | 1.0 |
| Expression.inFormat() | 3.0 | 1.0 | 3.0 | 3.0 |
| Expression.multiplyExpression(Expression) | 4.0 | 1.0 | 3.0 | 3.0 |
| Expression.multiplyTerm(Term) | 1.0 | 1.0 | 2.0 | 2.0 |
| Expression.size() | 0.0 | 1.0 | 1.0 | 1.0 |
| Expression.sortInCoefficientDescendingOrder() | 0.0 | 1.0 | 1.0 | 1.0 |
| Expression.toString() | 1.0 | 1.0 | 2.0 | 2.0 |
| Expression.uniteLikeTerm() | 22.0 | 5.0 | 6.0 | 8.0 |
| Lexer.getNumber() | 2.0 | 1.0 | 3.0 | 3.0 |
| Lexer.Lexer(String) | 0.0 | 1.0 | 1.0 | 1.0 |
| Lexer.next() | 12.0 | 5.0 | 8.0 | 8.0 |
| Lexer.peek() | 0.0 | 1.0 | 1.0 | 1.0 |
| MainClass.clipDupOperator(String) | 9.0 | 1.0 | 5.0 | 6.0 |
| MainClass.main(String[]) | 3.0 | 1.0 | 3.0 | 3.0 |
| Parser.getContentInBrackets() | 9.0 | 4.0 | 2.0 | 5.0 |
| Parser.parseExpression() | 2.0 | 1.0 | 3.0 | 3.0 |
| Parser.parseFunction() | 4.0 | 1.0 | 5.0 | 5.0 |
| Parser.parseNum() | 1.0 | 1.0 | 2.0 | 2.0 |
| Parser.parsePolyFactor() | 4.0 | 1.0 | 3.0 | 3.0 |
| Parser.Parser(Lexer) | 0.0 | 1.0 | 1.0 | 1.0 |
| Parser.parseSum() | 2.0 | 1.0 | 3.0 | 3.0 |
| Parser.parseTerm(boolean) | 17.0 | 1.0 | 11.0 | 12.0 |
| Parser.parseTrig() | 1.0 | 1.0 | 2.0 | 2.0 |
| PolyFactor.compareTo(PolyFactor) | 4.0 | 5.0 | 3.0 | 5.0 |
| PolyFactor.deepClone() | 0.0 | 1.0 | 1.0 | 1.0 |
| PolyFactor.equals(PolyFactor) | 1.0 | 1.0 | 2.0 | 2.0 |
| PolyFactor.getCoefficient() | 0.0 | 1.0 | 1.0 | 1.0 |
| PolyFactor.getIndex() | 0.0 | 1.0 | 1.0 | 1.0 |
| PolyFactor.inFormat(boolean) | 10.0 | 3.0 | 7.0 | 8.0 |
| PolyFactor.multiplyPoly(PolyFactor) | 0.0 | 1.0 | 1.0 | 1.0 |
| PolyFactor.PolyFactor(BigInteger, int) | 0.0 | 1.0 | 1.0 | 1.0 |
| PolyFactor.setCoefficient(BigInteger) | 0.0 | 1.0 | 1.0 | 1.0 |
| PolyFactor.toString() | 0.0 | 1.0 | 1.0 | 1.0 |
| SelfFunction.getExpr() | 0.0 | 1.0 | 1.0 | 1.0 |
| SelfFunction.getParameters() | 0.0 | 1.0 | 1.0 | 1.0 |
| SelfFunction.refractExpr() | 14.0 | 5.0 | 5.0 | 9.0 |
| SelfFunction.SelfFunction(String, String[]) | 0.0 | 1.0 | 1.0 | 1.0 |
| Term.addExpression(Expression) | 1.0 | 2.0 | 2.0 | 2.0 |
| Term.addPolyFactor(PolyFactor) | 0.0 | 1.0 | 1.0 | 1.0 |
| Term.addTrig(TrigFunction) | 6.0 | 5.0 | 5.0 | 6.0 |
| Term.addTrigs(ArrayList) | 1.0 | 1.0 | 2.0 | 2.0 |
| Term.clonePolyFactor() | 0.0 | 1.0 | 1.0 | 1.0 |
| Term.cloneTrigFunctions() | 1.0 | 1.0 | 2.0 | 2.0 |
| Term.compareTo(Term) | 3.0 | 3.0 | 2.0 | 3.0 |
| Term.deepClone() | 2.0 | 1.0 | 3.0 | 3.0 |
| Term.delTrig(int) | 0.0 | 1.0 | 1.0 | 1.0 |
| Term.departBracket() | 2.0 | 2.0 | 2.0 | 3.0 |
| Term.findTrigSquarePair(Term) | 16.0 | 9.0 | 6.0 | 9.0 |
| Term.getBracketExpression() | 0.0 | 1.0 | 1.0 | 1.0 |
| Term.getCoefficient() | 0.0 | 1.0 | 1.0 | 1.0 |
| Term.getPolyFactor() | 0.0 | 1.0 | 1.0 | 1.0 |
| Term.hasExpressionFactor() | 0.0 | 1.0 | 1.0 | 1.0 |
| Term.inFormat() | 7.0 | 4.0 | 7.0 | 7.0 |
| Term.modeEquals(Term) | 9.0 | 5.0 | 3.0 | 5.0 |
| Term.multiplyTerm(Term) | 0.0 | 1.0 | 1.0 | 1.0 |
| Term.setCoefficient(BigInteger) | 0.0 | 1.0 | 1.0 | 1.0 |
| Term.Term(BigInteger, int) | 0.0 | 1.0 | 1.0 | 1.0 |
| Term.Term(PolyFactor, ArrayList) | 0.0 | 1.0 | 1.0 | 1.0 |
| Term.Term(PolyFactor, ArrayList, Expression) | 0.0 | 1.0 | 1.0 | 1.0 |
| Term.toString() | 1.0 | 1.0 | 2.0 | 2.0 |
| TrigFunction.absorbIn(TrigFunction) | 0.0 | 1.0 | 1.0 | 1.0 |
| TrigFunction.compareTo(TrigFunction) | 7.0 | 6.0 | 4.0 | 7.0 |
| TrigFunction.deepClone() | 0.0 | 1.0 | 1.0 | 1.0 |
| TrigFunction.equalOne() | 2.0 | 1.0 | 3.0 | 3.0 |
| TrigFunction.equalZero() | 1.0 | 1.0 | 2.0 | 2.0 |
| TrigFunction.getIndex() | 0.0 | 1.0 | 1.0 | 1.0 |
| TrigFunction.getName() | 0.0 | 1.0 | 1.0 | 1.0 |
| TrigFunction.getVarFactor() | 0.0 | 1.0 | 1.0 | 1.0 |
| TrigFunction.inFormat() | 1.0 | 1.0 | 1.0 | 2.0 |
| TrigFunction.modeEquals(TrigFunction) | 1.0 | 1.0 | 2.0 | 2.0 |
| TrigFunction.reverseInnerNeg() | 7.0 | 3.0 | 3.0 | 4.0 |
| TrigFunction.toString() | 0.0 | 1.0 | 1.0 | 1.0 |
| TrigFunction.TrigFunction(String, PolyFactor, int) | 0.0 | 1.0 | 1.0 | 1.0 |
| Total | 206.0 | 135.0 | 184.0 | 212.0 |
| Average | 2.512 | 1.646 | 2.244 | 2.585 |
2.4 Bug记录与分析
本次强测86.67，错两个点，两个bug；互测因彼两bug被hack较惨
复杂度上升了，bug也出现了。主要产出于优化部分（没有优化就没有伤害）
2.4.1 个人
[1] Lexer移位过头/不及
lexer类似迭代器，本次在各类parse函数中大量手动使用lexer.next()，易产生解析完后 多/少next() 导致提前退出解析。例如：sum(i,2,3,i)*3解析sum后lexer.peek()停留在)提前退出parseTerm()
多函数配合时这种疏漏更易发生，且一个函数更改后，要记得同时调整另一个函数。
最好的办法就是提前立规矩：每一个parse结束后，lexer必须停留在为解析字符上。是为标准化，方便各函数对接，调试也容易定位。
[2] sin(x)**2 + cos(x)**2 优化后不管系数直接改1了
这种属于个人特殊性疏漏，难以通过统一方法论避免。只能说写代码时聚精会神，并提前立flag调试时重点关注
[3] 未考虑sum(i,s,e,...)中s>e的情况
审题向来重中之重，尤其长题。写完后应重新读题以防疏漏功能，切忌自以为是。第三次作业一bug也源于此
[4] 手抖将this写成other，导致比较错误
此类手抖层出不穷。尤其时重复/模式相近的代码，易手滑。上学期计组p5也有这类bug
[5] sin(-x)**n化简时未考虑指数影响 （强测&互测）
n为偶数时，负号应直接扔去。
这种疏忽。。只能说多测吧
[6] sin(x)**2 + cos(x)**2 优化 奇怪的操作 （强测&互测）
和2其实挺类似，都是莫名其妙的疏漏，事后是毫无知觉的
2.4.2 他人
这次只有hack出一个0未输出的错误，其他也hack不出啥
3.第三次作业
3.1 题目概述
新增：
函数可以嵌套调用；三角函数内可以嵌套因子
没多管，只要处理好各因子套表达式的模型，就能一劳永逸
3.2 个人处理思路
经历第二次作业半重构后，这次作业跨度意外的小。
将sin()中的PolyFactor换成Expression，便可毫无顾虑的处理三角函数内合法表达式，覆盖了题目限制的嵌套因子。新Term模板为：
Term = PolyFactor*[sin(Expression)*...]*(Expression)
考虑了一下equals的含义，为所需存储类专门写valueEquals()和modeEquals()以防搞错；
为每一个存储类实现了Comparable接口，递归调用两类Equals分出了所有存储类的大小，便于排序后进行模式匹配从而是实现优化
吐槽：到目前位置，这几个存储类都有了好一部分相同的函数，呈现出一部分共同模式，似乎有接口/抽象类可以抽取。但具体用处还得考量。
function调用处理时，因嵌套（类似f(sum(i,1,2,sin(i)),x**2)）无法使用split(",")来获取参数，便新写getArgument()。对function调用内部依次进行parseExpression()传回字符串作为argument
吐槽：好像略微明白助教老师强调的“对函数进行解析而不是字符串替换”，但由于自己的Parser不支持多变量，所以只改了一半。
3.3 度量分析
论理圈复杂度等高的地方，容易出bug。但我觉的这是只是一种难点易错点的反馈，毕竟复杂的属性就在那里。（但确实要尽可能通过简化复杂度来降低出bug的风险）
3.3.1 Class Metrics
| Class | OCavg | OCmax | WMC |
|---|---|---|---|
| Expression | 2.55 | 8.0 | 51.0 |
| Lexer | 2.5 | 6.0 | 10.0 |
| MainClass | 4.0 | 5.0 | 8.0 |
| Parser | 3.8 | 12.0 | 38.0 |
| PolyFactor | 2.0 | 7.0 | 20.0 |
| SelfFunction | 2.25 | 6.0 | 9.0 |
| Term | 2.5714285714285716 | 11.0 | 72.0 |
| TrigFunction | 1.9375 | 7.0 | 31.0 |
| Total | 239.0 | ||
| Average | 2.5425531914893615 | 7.75 | 29.875 |
复杂度是愈来愈高了，迭代开发的通病（？），毕竟只添内容方便，结构性颠覆总是胆战心惊。
3.3.2 Method Metrics
| Method | CogC | ev(G) | iv(G) | v(G) |
|---|---|---|---|---|
| Expression.addExpression(Expression) | 0.0 | 1.0 | 1.0 | 1.0 |
| Expression.addTerm(Term) | 0.0 | 1.0 | 1.0 | 1.0 |
| Expression.clearExpressionInTerm() | 5.0 | 3.0 | 3.0 | 4.0 |
| Expression.clearZeroTerm() | 6.0 | 1.0 | 4.0 | 4.0 |
| Expression.compareTo(Expression) | 7.0 | 7.0 | 4.0 | 7.0 |
| Expression.deepClone() | 1.0 | 1.0 | 2.0 | 2.0 |
| Expression.delTerm(int) | 0.0 | 1.0 | 1.0 | 1.0 |
| Expression.Expression() | 0.0 | 1.0 | 1.0 | 1.0 |
| Expression.Expression(ArrayList) | 0.0 | 1.0 | 1.0 | 1.0 |
| Expression.getTerm(int) | 0.0 | 1.0 | 1.0 | 1.0 |
| Expression.getTerms() | 0.0 | 1.0 | 1.0 | 1.0 |
| Expression.inFormat(boolean, boolean) | 5.0 | 2.0 | 4.0 | 4.0 |
| Expression.multiplyExpression(Expression) | 4.0 | 1.0 | 3.0 | 3.0 |
| Expression.multiplyTerm(Term) | 1.0 | 1.0 | 2.0 | 2.0 |
| Expression.reverseEachTerms() | 1.0 | 1.0 | 2.0 | 2.0 |
| Expression.size() | 0.0 | 1.0 | 1.0 | 1.0 |
| Expression.sortInCoefficientDescendingOrder() | 0.0 | 1.0 | 1.0 | 1.0 |
| Expression.toString() | 1.0 | 1.0 | 2.0 | 2.0 |
| Expression.uniteLikeTerm() | 22.0 | 5.0 | 6.0 | 8.0 |
| Expression.valueEquals(Expression) | 4.0 | 4.0 | 2.0 | 4.0 |
| Lexer.getNumber() | 2.0 | 1.0 | 3.0 | 3.0 |
| Lexer.Lexer(String) | 0.0 | 1.0 | 1.0 | 1.0 |
| Lexer.next() | 12.0 | 5.0 | 8.0 | 8.0 |
| Lexer.peek() | 0.0 | 1.0 | 1.0 | 1.0 |
| MainClass.clipDupOperator(String) | 9.0 | 1.0 | 5.0 | 6.0 |
| MainClass.main(String[]) | 3.0 | 1.0 | 3.0 | 3.0 |
| Parser.getArguments() | 1.0 | 1.0 | 2.0 | 2.0 |
| Parser.getContentInBrackets() | 9.0 | 4.0 | 2.0 | 5.0 |
| Parser.parseExpression() | 2.0 | 1.0 | 3.0 | 3.0 |
| Parser.parseFunction() | 4.0 | 1.0 | 5.0 | 5.0 |
| Parser.parseNum() | 1.0 | 1.0 | 2.0 | 2.0 |
| Parser.parsePolyFactor() | 4.0 | 1.0 | 3.0 | 3.0 |
| Parser.Parser(Lexer) | 0.0 | 1.0 | 1.0 | 1.0 |
| Parser.parseSum() | 2.0 | 1.0 | 3.0 | 3.0 |
| Parser.parseTerm(boolean) | 17.0 | 1.0 | 11.0 | 12.0 |
| Parser.parseTrig() | 1.0 | 1.0 | 2.0 | 2.0 |
| PolyFactor.compareTo(PolyFactor) | 4.0 | 5.0 | 3.0 | 5.0 |
| PolyFactor.deepClone() | 0.0 | 1.0 | 1.0 | 1.0 |
| PolyFactor.getCoefficient() | 0.0 | 1.0 | 1.0 | 1.0 |
| PolyFactor.getIndex() | 0.0 | 1.0 | 1.0 | 1.0 |
| PolyFactor.inFormat(boolean) | 10.0 | 3.0 | 7.0 | 8.0 |
| PolyFactor.multiplyPoly(PolyFactor) | 0.0 | 1.0 | 1.0 | 1.0 |
| PolyFactor.PolyFactor(BigInteger, int) | 0.0 | 1.0 | 1.0 | 1.0 |
| PolyFactor.setCoefficient(BigInteger) | 0.0 | 1.0 | 1.0 | 1.0 |
| PolyFactor.toString() | 0.0 | 1.0 | 1.0 | 1.0 |
| PolyFactor.valueEquals(PolyFactor) | 1.0 | 1.0 | 2.0 | 2.0 |
| SelfFunction.getExpr() | 0.0 | 1.0 | 1.0 | 1.0 |
| SelfFunction.getParameters() | 0.0 | 1.0 | 1.0 | 1.0 |
| SelfFunction.refractExpr() | 10.0 | 3.0 | 3.0 | 6.0 |
| SelfFunction.SelfFunction(String, String[]) | 0.0 | 1.0 | 1.0 | 1.0 |
| Term.addExpression(Expression) | 1.0 | 2.0 | 2.0 | 2.0 |
| Term.addPolyFactor(PolyFactor) | 0.0 | 1.0 | 1.0 | 1.0 |
| Term.addTrig(TrigFunction) | 6.0 | 5.0 | 5.0 | 6.0 |
| Term.addTrigs(ArrayList) | 1.0 | 1.0 | 2.0 | 2.0 |
| Term.clonePolyFactor() | 0.0 | 1.0 | 1.0 | 1.0 |
| Term.cloneTrigFunctions() | 1.0 | 1.0 | 2.0 | 2.0 |
| Term.compareTo(Term) | 11.0 | 11.0 | 6.0 | 11.0 |
| Term.deepClone() | 2.0 | 1.0 | 3.0 | 3.0 |
| Term.delTrig(int) | 0.0 | 1.0 | 1.0 | 1.0 |
| Term.departBracket() | 2.0 | 2.0 | 2.0 | 3.0 |
| Term.findTrigSquarePair(Term) | 16.0 | 9.0 | 6.0 | 9.0 |
| Term.getBracketExpression() | 0.0 | 1.0 | 1.0 | 1.0 |
| Term.getCoefficient() | 0.0 | 1.0 | 1.0 | 1.0 |
| Term.getIndex() | 0.0 | 1.0 | 1.0 | 1.0 |
| Term.getPolyFactor() | 0.0 | 1.0 | 1.0 | 1.0 |
| Term.getTrig(int) | 0.0 | 1.0 | 1.0 | 1.0 |
| Term.hasExpressionFactor() | 0.0 | 1.0 | 1.0 | 1.0 |
| Term.inFormat(boolean) | 7.0 | 4.0 | 7.0 | 7.0 |
| Term.modeEquals(Term) | 5.0 | 5.0 | 2.0 | 5.0 |
| Term.multiplyTerm(Term) | 0.0 | 1.0 | 1.0 | 1.0 |
| Term.reverse() | 0.0 | 1.0 | 1.0 | 1.0 |
| Term.setCoefficient(BigInteger) | 0.0 | 1.0 | 1.0 | 1.0 |
| Term.Term(BigInteger, int) | 0.0 | 1.0 | 1.0 | 1.0 |
| Term.Term(PolyFactor, ArrayList) | 0.0 | 1.0 | 1.0 | 1.0 |
| Term.Term(PolyFactor, ArrayList, Expression) | 0.0 | 1.0 | 1.0 | 1.0 |
| Term.toString() | 1.0 | 1.0 | 2.0 | 2.0 |
| Term.triSize() | 0.0 | 1.0 | 1.0 | 1.0 |
| Term.valueEquals(Term) | 6.0 | 6.0 | 2.0 | 6.0 |
| TrigFunction.absorbIn(TrigFunction) | 0.0 | 1.0 | 1.0 | 1.0 |
| TrigFunction.compareTo(TrigFunction) | 7.0 | 6.0 | 4.0 | 7.0 |
| TrigFunction.deepClone() | 0.0 | 1.0 | 1.0 | 1.0 |
| TrigFunction.equalOne() | 3.0 | 3.0 | 2.0 | 4.0 |
| TrigFunction.equalZero() | 2.0 | 2.0 | 2.0 | 3.0 |
| TrigFunction.getIndex() | 0.0 | 1.0 | 1.0 | 1.0 |
| TrigFunction.getInnerFactor() | 0.0 | 1.0 | 1.0 | 1.0 |
| TrigFunction.getName() | 0.0 | 1.0 | 1.0 | 1.0 |
| TrigFunction.inFormat() | 1.0 | 1.0 | 1.0 | 2.0 |
| TrigFunction.isInnerNegative() | 0.0 | 1.0 | 1.0 | 1.0 |
| TrigFunction.isInnerSingle() | 7.0 | 4.0 | 4.0 | 5.0 |
| TrigFunction.modeEquals(TrigFunction) | 1.0 | 1.0 | 2.0 | 2.0 |
| TrigFunction.reverseInnerNeg() | 4.0 | 2.0 | 3.0 | 4.0 |
| TrigFunction.toString() | 0.0 | 1.0 | 1.0 | 1.0 |
| TrigFunction.TrigFunction(String, Expression, int) | 0.0 | 1.0 | 1.0 | 1.0 |
| TrigFunction.valueEquals(TrigFunction) | 1.0 | 1.0 | 3.0 | 3.0 |
| Total | 234.0 | 173.0 | 209.0 | 254.0 |
| Average | 2.4893617021276597 | 1.8404255319148937 | 2.223404255319149 | 2.702127659574468 |
3.4 Bug记录与分析
此次强测96.89，性能上确实有自知的不足（懒待改进了），互测发现两个bug，被hack惨了
3.4.1 个人
[1] 新加的getArgument()又没处理好lexer.next()问题
和上一次作业一样了，插眼
[2] 优化失效：每次addTrig后，三角函数列表可能会无序，导致之后的优化失效
每次加完三角函数，都重新排一遍序
[3] 合并同类项的二重for循环中，内层循环有权限改变外层循环变量i，但相应的引用对象没变，导致内容错位 （互测）
这就是代码编写习惯不好了，内层循环尽量不要修改外循环的东西，有也要考虑到修改完后，自己仍处于内层循环！
[4] 未考虑sum(i,..,..,i**2)的情况 （互测）
这就是前面提到的审题疏忽。哪怕我写完后重看一遍题目，便会在形式化表达那栏发现
幂函数 → (函数自变量|'i') [空白项 指数]
3.4.2 他人
找不到。我提供了房间所有的bug
4.总结与心得
构架上，第一次到第二次的修改跨度较大，但也算是走上正轨；第二次到第三次便自然而然的轻松了许多。
此单元作业的收获有下：
- 认识了递归下降这种语言分析方式
- 对Java的对象引用、深浅拷贝有了深刻印象
- 构造随机数据和测评机时，学到了一些python库和调用其他程序的方法
- 体验了重构（半重构）、迭代开发的具体实感，有了些许经验之谈
- 可能有了些许面向对象程序的感觉（？）
还有，OO让我充实，自发的减少了摸鱼的时间，感谢。以及这周没OO又摸起来了，呜呜
