BUAA_OO Unit1总结

2022OO第一单元总结

第一次作业

作业要求

通过对表达式结构进行建模，完成单变量多项式的括号展开，初步体会层次化设计的思想。

程序架构

类	行数
Add.java	39
MainClass.java	67
MiniList.java	80
Mul.java	41
Parser.java	152
Sub.java	39

度量分析

method	CogC	ev(G)	iv(G)	v(G)
Add.add(MiniList, MiniList)	10.0	1.0	6.0	6.0
Add.Add(String, String)	0.0	1.0	1.0	1.0
Add.getResult()	0.0	1.0	1.0	1.0
MainClass.main(String[])	0.0	1.0	1.0	1.0
MainClass.rmAddOrSub(String)	56.0	5.0	18.0	21.0
MiniList.getVariables(int)	0.0	1.0	1.0	1.0
MiniList.MiniList()	0.0	1.0	1.0	1.0
MiniList.print()	54.0	4.0	18.0	21.0
MiniList.put(int, BigInteger)	0.0	1.0	1.0	1.0
MiniList.setVariables(int, BigInteger)	0.0	1.0	1.0	1.0
Mul.getResult()	0.0	1.0	1.0	1.0
Mul.mul(MiniList, MiniList)	16.0	1.0	6.0	6.0
Mul.Mul(String, String)	0.0	1.0	1.0	1.0
Parser.findAddOrSub(String)	17.0	1.0	7.0	12.0
Parser.findMul(String)	9.0	3.0	5.0	6.0
Parser.findNextOp(int, String)	2.0	1.0	3.0	4.0
Parser.operate(String)	30.0	8.0	10.0	10.0
Parser.parseTerm(String)	8.0	4.0	5.0	5.0
Sub.getResult()	0.0	1.0	1.0	1.0
Sub.sub(MiniList, MiniList)	10.0	1.0	6.0	6.0
Sub.Sub(String, String)	0.0	1.0	1.0	1.0
Total	212.0	40.0	95.0	108.0
Average	10.095238095238095	1.9047619047619047	4.523809523809524	5.142857142857143

bug分析

自己bug

暂未发现

测试他人bug

使用随机数据对他人的程序进行测试，发现bug主要为对0的0次方判断错误，测试较为有效，但没有结合他人代码架构进行hack

学到了什么

1. BigInteger的四则运算不改变其原有的值，结果通过返回值返回
2. 从右向左处理表达式可以消除减法和除法造成的错误（左递归）
3. String类的方便用法如find(), trim()等
4. String转字符串方法：Integer.parseInteger()（可以处理前导零和符号）

第二次作业

作业要求

通过对表达式结构进行建模，完成多项式的括号展开与函数调用、化简，加入了对三角函数、求和函数、自定义函数的处理，进一步体会层次化设计的思想。

程序构架

迭代思路：对表达式的储存结构由原来的数组迭代为ArrayList<Term>, 新增print方法以便输出表达式，新增Term类和Tri类管理因子，新增Func类解析自定义函数，Sub、Mul、Add类对MiniList的处理方式进行迭代，新增Sum类解析求和函数。

类	Lines
Add.java	68
Func.java	65
MainClass.java	155
MiniList.java	109
Mul.java	100
Parser.java	313
Sub.java	71
Sum.java	51
Term.java	124
Tri.java	41
Total:	1097

度量分析

method	CogC	ev(G)	iv(G)	v(G)
Add.add(MiniList, MiniList)	14.0	6.0	10.0	10.0
Add.Add(String, String, Func, Func, Func)	0.0	1.0	1.0	1.0
Add.getResult()	0.0	1.0	1.0	1.0
Func.Func(char[], String, int)	7.0	1.0	7.0	7.0
Func.open(String)	5.0	1.0	6.0	6.0
MainClass.main(String[])	9.0	1.0	6.0	7.0
MainClass.preManage(String)	0.0	1.0	1.0	1.0
MainClass.rmAddOrSub(String)	56.0	5.0	18.0	21.0
MainClass.rmWhite(String)	1.0	1.0	2.0	2.0
MainClass.rpPower(String)	1.0	1.0	2.0	2.0
MiniList.clone()	0.0	1.0	1.0	1.0
MiniList.getTerms()	0.0	1.0	1.0	1.0
MiniList.merge()	18.0	1.0	11.0	11.0
MiniList.print()	49.0	3.0	24.0	31.0
MiniList.setTerms(ArrayList)	0.0	1.0	1.0	1.0
Mul.getResult()	0.0	1.0	1.0	1.0
Mul.mul(MiniList, MiniList)	3.0	1.0	3.0	3.0
Mul.Mul(String, String, Func, Func, Func)	0.0	1.0	1.0	1.0
Mul.mul(Term, Term)	23.0	10.0	12.0	12.0
Parser.constant(String)	0.0	1.0	1.0	1.0
Parser.findAddOrSub(String)	18.0	1.0	8.0	13.0
Parser.findMul(String)	9.0	3.0	5.0	6.0
Parser.findNextOp(int, String)	2.0	1.0	3.0	4.0
Parser.findSum(String)	1.0	2.0	1.0	2.0
Parser.getCos(String)	16.0	3.0	7.0	7.0
Parser.getSin(String)	17.0	3.0	8.0	8.0
Parser.mkZero()	0.0	1.0	1.0	1.0
Parser.openSum(String)	0.0	1.0	1.0	1.0
Parser.operate(String)	29.0	13.0	15.0	15.0
Parser.Parser(Func, Func, Func)	0.0	1.0	1.0	1.0
Parser.parseTerm(String)	9.0	4.0	6.0	6.0
Sub.getResult()	0.0	1.0	1.0	1.0
Sub.sub(MiniList, MiniList)	14.0	6.0	10.0	10.0
Sub.Sub(String, String, Func, Func, Func)	0.0	1.0	1.0	1.0
Sum.getResult()	11.0	2.0	7.0	9.0
Sum.Sum(BigInteger, BigInteger, String)	0.0	1.0	1.0	1.0
Term.clone()	0.0	1.0	1.0	1.0
Term.equalCos(Term)	24.0	9.0	17.0	21.0
Term.equalSin(Term)	24.0	9.0	17.0	21.0
Term.getCoef()	0.0	1.0	1.0	1.0
Term.getCos()	0.0	1.0	1.0	1.0
Term.getPower()	0.0	1.0	1.0	1.0
Term.getSin()	0.0	1.0	1.0	1.0
Term.setCoef(BigInteger)	0.0	1.0	1.0	1.0
Term.setCos(ArrayList)	0.0	1.0	1.0	1.0
Term.setPower(int)	0.0	1.0	1.0	1.0
Term.setSin(ArrayList)	0.0	1.0	1.0	1.0
Tri.clone()	0.0	1.0	1.0	1.0
Tri.getInPower()	0.0	1.0	1.0	1.0
Tri.getOutPower()	0.0	1.0	1.0	1.0
Tri.getValue()	0.0	1.0	1.0	1.0
Tri.setValue(BigInteger)	0.0	1.0	1.0	1.0
Tri.Tri(long, int)	0.0	1.0	1.0	1.0
Tri.Tri(long, int, BigInteger)	0.0	1.0	1.0	1.0
Total	360.0	118.0	236.0	265.0
Average	6.666666666666667	2.185185185185185	4.37037037037037	4.907407407407407

bug分析

自己bug

bug: Tri类中若为带符号的整数，则结果可能是含两项Term的MiniList，而我在存进Tri时只取其中第一项，于是出现bug，位于Parser类的getSin和getCos方法，其 Cognitive complexity（认知复杂度）、 Essential cyclomatic complexity（基本圈复杂度）、Essential cyclomatic complexity（基本圈复杂度）、cyclonmatic complexity（圈复杂度）均远高于平均值。

测试他人bug

注意到部分同学做了三角平方和的优化，于是着重分析他们的判断条件的编写，并从中成功hack

学到了什么

1. 如果元素之间的关系确定（项之间为+，因子之间为*），可以使用嵌套HashMap来储存，省略关系（虽然我自己没用）
2. 形式化表达与递归下降
3. 架构可拓展性的重要性（至少在这一门课）（是的我重构了）
4. 浅拷贝容易出锅，深拷贝需要一层一层写clone函数，直到最基础的类（String，int等）
5. 正则表达式的贪婪模式与懒惰模式（如果"(.+)(.+)"，那么group(0) = group(1), group(2) = ""）

第三次作业

作业要求

代码架构

类	Lines
Add.java	68
Func.java	87
MainClass.java	156
MiniList.java	155
Mul.java	94
Parser.java	344
Sub.java	71
Sum.java	51
Term.java	118
Tri.java	40
Total:	1184

本次迭代主要将Tri类中的属性更新为MiniLIst，以便储存嵌套表达式，同时在因子等类中加入equal()方法，便于判断合并条件。

度量分析

method	CogC	ev(G)	iv(G)	v(G)
Add.Add(String, String, Func, Func, Func)	0.0	1.0	1.0	1.0
Add.getResult()	0.0	1.0	1.0	1.0
MainClass.preManage(String)	0.0	1.0	1.0	1.0
MiniList.getTerms()	0.0	1.0	1.0	1.0
Mul.Mul(String, String, Func, Func, Func)	0.0	1.0	1.0	1.0
Mul.getResult()	0.0	1.0	1.0	1.0
Parser.Parser(Func, Func, Func)	0.0	1.0	1.0	1.0
Parser.constant(String)	0.0	1.0	1.0	1.0
Parser.mkZero()	0.0	1.0	1.0	1.0
Parser.openSum(String)	0.0	1.0	1.0	1.0
Sub.Sub(String, String, Func, Func, Func)	0.0	1.0	1.0	1.0
Sub.getResult()	0.0	1.0	1.0	1.0
Sum.Sum(BigInteger, BigInteger, String)	0.0	1.0	1.0	1.0
Term.clone()	0.0	1.0	1.0	1.0
Term.getCoef()	0.0	1.0	1.0	1.0
Term.getCos()	0.0	1.0	1.0	1.0
Term.getPower()	0.0	1.0	1.0	1.0
Term.getSin()	0.0	1.0	1.0	1.0
Term.setCoef(BigInteger)	0.0	1.0	1.0	1.0
Term.setCos(ArrayList)	0.0	1.0	1.0	1.0
Term.setPower(int)	0.0	1.0	1.0	1.0
Term.setSin(ArrayList)	0.0	1.0	1.0	1.0
Tri.Tri(MiniList)	0.0	1.0	1.0	1.0
Tri.clone()	0.0	1.0	1.0	1.0
Tri.getInside()	0.0	1.0	1.0	1.0
Tri.getOutPower()	0.0	1.0	1.0	1.0
Tri.setInside(MiniList)	0.0	1.0	1.0	1.0
Tri.setOutPower(int)	0.0	1.0	1.0	1.0
MainClass.rmWhite(String)	1.0	1.0	2.0	2.0
MainClass.rpPower(String)	1.0	1.0	2.0	2.0
MiniList.clone()	1.0	1.0	2.0	2.0
MiniList.printIn()	2.0	1.0	2.0	2.0
Parser.findNextOp(int, String)	2.0	1.0	3.0	4.0
Parser.findSum(String)	2.0	2.0	2.0	3.0
Parser.matchC(String)	2.0	2.0	2.0	3.0
Parser.matchF(String)	2.0	2.0	2.0	3.0
Parser.matchG(String)	2.0	2.0	2.0	3.0
Parser.matchH(String)	2.0	2.0	2.0	3.0
Parser.matchS(String)	2.0	2.0	2.0	3.0
Tri.equal(Tri)	2.0	2.0	2.0	3.0
Mul.mul(MiniList, MiniList)	3.0	1.0	3.0	3.0
Term.equal(Term)	4.0	3.0	4.0	5.0
Func.open(String)	5.0	1.0	6.0	6.0
Func.Func(char[], String, int)	7.0	1.0	7.0	7.0
Func.preSplit(String)	8.0	1.0	6.0	6.0
MiniList.equal(MiniList)	8.0	5.0	5.0	6.0
MainClass.main(String[])	9.0	1.0	6.0	7.0
Parser.findMul(String)	9.0	3.0	5.0	6.0
Parser.parseTerm(String)	9.0	4.0	6.0	6.0
Parser.getCos(String)	11.0	3.0	6.0	6.0
Parser.getSin(String)	11.0	3.0	6.0	6.0
Sum.getResult()	11.0	2.0	7.0	9.0
MiniList.merge()	12.0	1.0	7.0	7.0
Mul.mul(Term, Term)	13.0	8.0	8.0	8.0
Add.add(MiniList, MiniList)	14.0	6.0	10.0	10.0
MiniList.isOneterm()	14.0	8.0	9.0	15.0
Sub.sub(MiniList, MiniList)	14.0	6.0	10.0	10.0
Term.equalCos(Term)	16.0	9.0	5.0	9.0
Term.equalSin(Term)	16.0	9.0	5.0	9.0
Parser.findAddOrSub(String)	18.0	1.0	8.0	13.0
Parser.operate(String)	29.0	13.0	15.0	15.0
MiniList.print()	38.0	3.0	17.0	24.0
MainClass.rmAddOrSub(String)	56.0	5.0	18.0	21.0
Total	356.0	144.0	232.0	275.0
Average	5.650793650793651	2.2857142857142856	3.6825396825396823	4.365079365079365

Parser类中的operate()方法经过拆解后，平均复杂度明显下降。

bug分析

自己的bug

在正则表达式中通过逗号来匹配函数表达式出锅（我不知道中测是怎么全过的），我认为这是测试与coding逻辑的问题，与类的方法的复杂度等无关。

别人的bug

主要是三角函数中化简过头了，少加了括号，或者sum没有注意到上下限的限制（即没有限制）

学到了什么

1. 新增方法而不是一味地使用if else语句可以极大地提高代码的可阅读性和可拓展性

架构设计体验

第一次作业中我使用数组来储存表达式，虽然方便，但可迭代性很差，以至于第二次作业中的储存结构和计算方式都进行了重构

第二次作业到第三次作业，由于第二次作业中储存结构设计合理，迭代只需要在Tri中递归调用MiniList类即可，无奈对正则表达式匹配漏洞的疏忽使设计任存在bug，但迭代过程比较顺畅，总体还是比较成功

类与类之间的关系可以有很多种，父类抽象子类具体的原则使得代码层次清晰，单一职责原则能简化测试，提高代码可阅读性，而更多的关系还有待进一步探索

总体而言对面向对象编程的体会还是很欠缺，感觉自己的代码大部分还是面向过程编程，没有pre冒险的那种感觉

心得体会

封装、多态这些听起来很高级的词汇居然有一天也会被应用到我的代码里，千余行代码也使我收获不小的成就感。作业除了让我掌握了完成它需要的知识，也让我有了初步的工程架构设计的能力。

感谢助教和老师们的辛苦付出，也感谢xrb、syq等hxd的援助和无情hack