2019_BUAAOO_第三单元总结

一、JML理论基础及应用工具链情况梳理

JML基础语法

1.requires：定义方法的前置条件，即该方法执行前需要满足的条件；

2.assignable：副作用范围限定，列出这个方法可以修改的类成员属性，assignable \nothing表示这个方法不对任何成员属性进行修改。

3.ensures：定义了后置条件，即方法执行后需要满足这条语句的条件。

4.\result：表示方法返回值

5.\old(expr)：表示方法执行前表达式expr的取值

6.public normal_behavior：表示正常时的方法行为

7.public exceptional_behavior：表示异常时的方法行为

8.signals：当expr为true时抛出异常

9.signals_only：只要满足前置条件就抛出相应异常

10.\forall表达式：全称量词，表示对于给定范围内的元素，每个元素都满足相应的约束。

11.\exists表达式：存在量词，表示对于给定范围内的元素，存在某个元素满足相应的约束。

应用工具链

OpenJML：检查规JML语言的语法并验证基本逻辑正确性

JUnit：对JML规格进行单元测试

SMT solver：通过静态分析代码，检查代码是否满足规格

二、部署SMT solver

三、部署JMLUnitNG/JMLUnit

编写openjml与jmlunitng文件：

 

 生成测试文件并进行测试：

MyPath.java测试结果：

其中constructor与compareTo未能通过测试，因为测试数据与require的条件不符

四、架构分析

第一次作业　

　　MyPath中使用ArrayList保存节点，并使用HashSet保存不同的节点，方便调用getDistinctNodeCount方法。

　　MyPathContainer中使用了2个HashMap分别来保存pathId与path，建立二者之间的对应关系。再创建了一个HashMap用来储存Node与NodeCnt，使得调用getDistinctNodeCount方法更加方便。这3个HashMap都会在调用AddPath与RemovePath的时候进行更新。

第二次作业

　　第二次作业我对于MyPathContainer直接进行了重构。

　　第二次作业是要建立一个图结构。由于题目要求保证在任何时刻图中的节点数都不超过250，因此考虑用250*250的二维数组来储存图。由于节点取值在int整型范围类，因此需要将节点映射到[0,249]区间。这里我通过HashMap存储映射关系，因为映射关系需要多次查找，使用HashMap可以减少查找耗时。

　　查找最短路径我使用floyd算法，每次在AddPath或者RemovePath之后就更新图，并使用floyd算法更新每个节点之间的最短路径长度，这样可以多次调用getShortestPathLength方法而不会超时。

第三次作业　

　　第三次作业中我的MyRailwaySystem继承了MyGraph类，对其中的一些方法进行了重写。

　　第三次作业要建立一个地铁交通系统，要求实现给出两个节点，能够正确计算出两个节点之间的最低票价、最少换乘次数、最低不满意度以及连通块数目。求连通块数目我使用并查集的方法，而最低票价、最少换乘次数、最低不满意度依然使用floyd方法。总体上与第二次作业类似。

五、BUG修复

第一次作业

　　第一次作业BUG出现在getDistinctNodeCount方法上，在进行AddPath与RemovePath时计算出错，导致最后在统计出的节点数目有误。

第二次作业

　　第二次作业BUG在于HashMap的key选取有误，有时会出现不同数据具有相同key的情况。

第三次作业

　　第三次作业未发现BUG。

六、心得体会

　　本单元的主题是规格。通过阅读JML规格，测试人员可以从设计层面判断方法的正确性；而且，由于规格的严谨与简洁，开发人员不仅能够正确理解规格而不会产生歧义，还能专注于代码的编写。掌握JML能够有利于我们培养了规格设计与规范编程的思想，这对我们日后进行面向对象开发大有帮助。