OO第三单元总结
本单元是规格类作业，旨在对工程细节功能的实现，对编程逻辑的要求更高。
（一）JML理论基础
JML是一种行为接口规范语言，可用于指定Java模块的行为。JML能够更为精确地描述这些代码是做什么的，结合它首先可以更改或新增相应方法时降低引入bug的机会，其次也能够较为高效地发现和修正程序中的bug。且，在实际工程项目中，可以提供与应用程序代码完全一致的JML格式的文档。对基础JML表达式，在结合本单元资料和代码学习后可知：
1.原子表达式
\result 表示一个非void类型的方法执行所获得的结果，即返回值。
\old 表示一个表达式在相应方法执行前的取值。
\not_assigned(x,y...) 表示括号中的变量是否在方法执行过程中被赋值。
\not_modified(x,y...) 表示限制括号中变量在方法执行期间的取值未发生变化。
\nonnullelements(container) 表示container对象中存储的对象无null。
\type(type) 返回类型type对应的类型。
\typeof(expr) 返回表达式expr对应的准确类型。
2.量化表达式
\forall 对给定范围内的元素，每个元素都满足相应的约束。
\exists 对给定范围内的元素，存在某个元素满足相应的约束。
\sum 返回给定范围内的表达式的和。
\product 返回给范围内的表达式的连乘结果。
\max 返回给范围内的表达式的最大值。
\min 返回给范围内的表达式的最小值。
\num_of 返回指定变量中满足相应条件的取值个数。
（二）JMLUnit测试类
在学习参考了大佬的讲解和测试类代码后：
MyGraph graph = new MyGraph(); MyPath path1; MyPath path2; public void setUp() throws Exception { int[] p1 = {1, 2, 3, 4, 5}; int[] p2 = {-1, 3, 5, 6, 7}; path1 = new MyPath(p1); path2 = new MyPath(p2); graph.addPath(path1); graph.addPath(path2); } public void tearDown() throws Exception { } public void testContainsNode() throws Exception { //TODO: Test goes here... Assert.assertEquals(1, graph.addPath(path1), 1); Assert.assertEquals(1, graph.addPath(path2), 1); Assert.assertTrue(path2.containsNode(-1)); Assert.assertTrue(graph.containsNode(7)); Assert.assertEquals(1, graph.addPath(path2), 1); Assert.assertTrue(graph.containsNode(5)); } public void testAddPath() throws Exception { Assert.assertEquals(1,graph.addPath(path1),1); Assert.assertEquals(1,graph.addPath(path2),1); } public void testRemovePath() throws Exception { Assert.assertEquals(1, graph.addPath(path1), 1); Assert.assertEquals(1, graph.addPath(path2), 1); }
（三）架构设计及代码实现
第一次作业
第一次作业主要依据已给出的JML规格进行代码的完善和补充。在MyPath类中equals方法的实现需注意强制转换；在MyPath类中compareTo方法需注意为字典序比较。在比完“大小”后，未返回则比较其size得到结果。在MyPathContainer中，对Path的存储设置了两个HashMap。一个Key，Value分别为Integer和Path，另一个则相反。主要目的在于便于两种方式的路径查找。
第二次作业
MyGraph中新增邻接矩阵、两点间距离矩阵和结点映射的HashMap。
private HashMap<Integer,Integer> nodeMapping; // 结点映射
private int[][] adjMatrix = new int[250][250]; // 邻接矩阵
private int[][] disMatrix = new int[250][250]; // 两点间距离(1 或 infinite)
邻接矩阵来存新增（或移除）路径后相邻结点的连通情况。距离矩阵用来存两点间距离。若为infinite则说明两点不联通。在寻找最短路径时采用的是floyd算法。
public void update() { int maxSize = nodeMapping.size(); setOne(); for (int k = 0;k < maxSize;k++) { for (int i = 0;i < maxSize;i++) { for (int j = 0;j < maxSize;j++) { if (disMatrix[i][j] > (disMatrix[i][k] + disMatrix[k][j])) { disMatrix[i][j] = disMatrix[i][k] + disMatrix[k][j]; } } } } }
第三次作业
此次的地铁系统要求增加：
·求最低票价
·求最少换乘次数
·求最低不满意度
·求连通块总个数
本次新增一个Edge类，用来存取两站点之间边的信息：length; price; unpleasant; transtimes。此类中包含更新边的方法，根据传入参数不同，共分为传入一条边，和传入两条边两种。
同时，利用边的权重赋值来对应不同的意义。以此求得四项。
（四）bug修复
最初写第一次作业时，因为对HashMap使用了解不深，最初仅使用ArrayList硬莽，遍历时循环时间复杂度很高……导致强测时间爆炸。因此debug时学习了HashMap，对储存方式进行重构。HahMap的查询不是遍历一个list，而是快速跳到数组的某个位置，只对很少的元素进行比较。这是HashMap查询快的原因。
private HashMap<Integer,Path> list = new HashMap<>(); private HashMap<Path,Integer> revlist = new HashMap<>(); private HashMap<Integer,Integer> distinctNodes = new HashMap<>(); private static int id = 0; // use to find by id // use to find by path
在第二次作业中，主要是在对数组更新时出现bug。尤其是remove后，对结点映射出的HashMap（nodeMapping）要进行remove，需要对整个邻接矩阵（adjMatrix）进行更新，而不是只对涉及到的path进行更新。同理需同步更新两点间最短距离矩阵（disMatrix）。缺少更新是导致该次作业出现bug的主要原因。
（五）规格撰写和理解上的心得体会
本单元的规格撰写和依据规格撰写代码，同时特点是对已有接口进行设计，这体现了架构的重要性。同时，在写这个单元作业时，也让我认识到工程化思想的重要性。即：对首先对可行性与需求进行分析，再进行系统设计和具体的程序设计。代码完成后再进行测试和维护。这种思想也能提高写代码和debug的效率，保证体系结构的稳定性。
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