BUAA_Unit4
BUAA_Unit4
一、第四单元架构设计
本单元任务为实现一个JML解析器，三次作业分别实现对类图的解析、对顺序图与状态图的解析以及模型的有效性检查，难度适中，多次运用了图的深度优先、广度优先遍历算法。
第一次作业
第一次作业实现对类图的解析，为了防止UmlElement解析顺序不一致带来的错误，进行了三次遍历。
| 第一次 | 第二次 | 第三次 |
|---|---|---|
| class, interface | attribute, operation, generalization, realization | parameter |
第二次作业
第二次作业新增了对状态图和顺序图的解析，对状态图的遍历共有5次，对顺序图的遍历有3次。其中查询状态图的关键节点采用了bfs方法
状态图：
| 第一次 | 第二次 | 第三次 | 第四次 | 第五次 |
|---|---|---|---|---|
| state_machine | region | state | transition | event |
顺序图：
| 第一次 | 第二次 | 第三次 |
|---|---|---|
| interaction | lifeline, endpoint | message |
第三次作业
本次作业实现对模型的有效性检查。检查循环继承时采用dfs对每个节点检查是否在环上。检查多重继承时采用bfs检查图是否存在两个相同的节点。架构与前一次作业相同。
另外为了降低MyImplementation类代码行数，定义了Parse类，将解析方法全部移到Parse类中并定义为静态方法。
二、架构设计思维演进
第一单元作业实现对表达式的化简，应用递归下降方法，分别对表达式、项、因子建类，每个类只需要完成自己对应的任务，实现化简、加减乘运算。由于做第一次作业时从未接触过面向对象编程，因此被卡了几天，在和同学的讨论中才顺利完成。本单元我对OO的理解主要是类的封装性与独立性，通过不同类之间方法的调用完成解析和化简
第二单元作业引入多线程，实现多电梯的调度。架构设计采用生产者消费者模式以及流水线架构，具有一定的技巧性，不再是简单的封装继承。由于在第一单元中已经有对面向对象设计的基础，第二单元中分别对横向电梯、纵向电梯、策略、乘客、缓冲区、调度器等分别建类，各个线程、类之间相互协调工作，从而实现乘客、电梯的正确运行。本单元对OO的理解主要是线程的并发执行（不是简单的顺序执行），并且保证对象之间的协调交互。
第三单元作业通过给定的JML规格书写代码，功能虽然给定但需要保证性能，因此读懂功能要求的基础上还要思考如何满足性能要求。本单元的难点主要在于理解规格背后的本质，如求最大连通块的个数、求最短路径，求最小生成树，之后就需要根据功能实现的本质来选择相应的图算法编写代码。
第四单元通过实现对UML图的解析，将UML元素进行分层解析，得出各元素之间的继承、实现等关系，并将这些关系以组合关系在类中体现出来。本单元作业加深了我对类图、顺序图、状态图的理解，而这三种图都反应了类与类之间的关系，这对分析多个类之间的层次结构有很大的帮助。
三、测试理解与实践
四个单元作业测试主要采用自动化生成数据并对拍来发现问题(评测机是白嫖的，准备这个暑假好好补一下这块内容，学期结束之时才发现自动化测试实际上也是一种硬实力)，大量数据轰炸代码的好处是能发现许多诡异的bug，比如Integer，String之间的比较不能用==，这种诡异的bug如果只是少量数据我是发现不了的。
同时也采用手动构造一些极端数据，或者对特定函数或功能构造相应的数据进行测试。另外写代码前构思好思路，可以节省大量debug时间。
四、课程收获
直接收获：
- 掌握了Java编程语言、语法
- 学习了多线程编程思想
- 学会了如何根据JML规格书写代码
- 掌握了UML图的结构
间接收获：
- 从零开始建立了面向对象的编程思想
- 从完成任务到现在追求好的架构、好的性能的转变
- 博客的书写、git的使用、IDEA使用技巧
五、改进建议
- 强烈建议在寒假的pre阶段就对第一单元用到的架构和思想进行一些铺垫，仍然记得第一单元第一次作业是本学期最痛苦的一段经历，在图书馆坐牢2天，啥也没想出来。
- 可以将部分课时讲授实用方法，如自动化测试程序的编写。因为每次上课我好像都在摸鱼？（主要是感觉讲的内容和作业关系不大，听不懂）
- 希望实验课每次提交能显示分数和对错
