OO第三单元总结

OO第三单元总结

(1)实现规格要求所采取的设计策略

MyMessage,MyEmojiMessage,MyNoticeMessage,MyRedEnvelopeMessage按照指导书要求实现构造方法，随后实现相应的get(),set()方法和equal()方法即可。

Main函数按照指导书给出的实现即可。

MyPerson除了需要实现的属性，使用了四个容器来实现相应的操作

private LinkedList<Message> messages;
//记录接收到的message，使用LinkedList方便实现规格要求的在所有Message的头部插入
private HashMap<Integer, MyPerson> acquaintanceMap;
//记录这个Person和那些Person相连，key表示连接到的Person的id，value表示相应的Person
private HashMap<Integer, Integer> valueMap;
//记录和这个Person相连的Person的边的value，key表示连接到的Person的id，value表示相应边的value值
//经过分析发现，其实可以把这两个HashMap合成一个，key值代表连接的Person的id，value代表这条边的value值
private HashMap<Integer, Group> inGroup;
//记录这个Person在那些Group中，key表示Group的id，value代表相应的Group，用于优化MyGroup的getValueSum()方法

一些方法的实现策略：

• addRelation()除了要在acquaintanceMap和valueMap中增加相应的key-value值，还需要把Person所在的Group的valueSum增加这条边的value值
• 除规格要求的方法外，还实现了
  • addAtHead()增加收到的Message
  • addInGroup()增加Person所在的Group，Group中addPerson()时调用
  • removeInGroup()减少Person所在的Group，Group中delPerson()时调用

MyGroup除了需要实现的属性，使用了一个容器来实现相应的操作

private HashMap<Integer, Person> people;
//记录Group中包含那些人，key表示Person的id，value表示相应的Person

一些方法的实现策略：

• 为了实现O(1)的getValueSum()和getAgeMean()，每次加入/删除Person的时候动态更新ageSum，而valueSum除了需要在加入/删除Person的时候更新，还需要在增加一条边的时候更新，因此，在Person中定义了inGroup()，方便动态更新。

MyNetwork使用如下方法来实现规格

private HashMap<Integer, Person> personMap;
//记录Network中包含那些人，key表示Person的id，value表示相应的Person
private HashMap<Integer, Integer> root;
//并查集的根数组，因为id范围并非从0或1开始的连续整数，可以选择离散化或者使用HashMap直接代替数组，在冲突不多的条件下，可以认为HashMap的查询是O(1)的，和数组并没有很大的时间效率上的差距。
private int blockNum;
//记录连通块的个数
private HashMap<Integer, Group> groupById;
//记录Network中的Group，key表示Group的id，value表示相应的Group
private HashMap<Integer, Message> messageById;
//记录所有Message，Key表示Message的id，value表示相应的Message
private HashMap<Integer, Integer> emojiById;
//EmojiMessage按emojiId分类，value值选择hashmap方便删除

一些方法的实现策略：

• isCircle(),queryBlockSum()为较快的实现，使用并查集，可以加边的同时，维护一个blockSum记录连通块的个数
• sendIndirectMessage()使用堆优化的Dijkstra算法来计算最短路，时间复杂度为O((m+n)logn)。

任一级中的contain方法均可以通过HashMap的contains。

(2)结合课程内容，整理基于JML规格来设计测试的方法和策略

• 首先在基本了解JML语法的基础上，通读JML规格，了解规格希望实现的内容，主要是相应的方法和需要支持的查询方式。
• 考虑数据范围和时间，选择可以在给定时间内完成查询的实现方法，实际上整体上只要选用了合适的容器，只有几个方法需要去考虑如何优化，其余方法直接调用容器的相应方法即可实现。
• 理解相应类的包含关系，实现规格定义的方法。

(3)总结分析容器选择和使用的经验

• 除了存储Person接收的Message之外全部采用的HashMap。
• Person中记录此Person接收的Message采用LinkedList因为要支持在头部插入，采用链表可以很方便的实现。
• 其他情况均选择HashMap因为HashMap可以以很快的效率实现增，删，查，改，这也是本次OO作业主要需要实现的功能，通过建立id到自身的HashMap可以很快的查找某一类的实例，从而实现规格所要求的方法。

(4)针对本单元容易出现的性能问题，总结分析原因

• isCircle(),queryBlockSum()不能每次都按照相应的定义去查，使用并查集，来判断两个节点上是否存在联通路，然后在添加边的时候，动态维护一个int blockNum，保存连通块的个数即可
• Group中的getValueSum()，getAgeMean()为了提高最坏情况下的时间效率，采用了O(n)的添加/删除和O(1)的查询，而不是O(1)的插入/删除和O($n^2$)的查询，在查询不太多的情况下（比如添加n个人查询1次），二者的摊还时间基本一致，但是当查询的比重变多时，前者有明显的时间效率的优势
• sendIndirectMessage()中需要计算最短路，使用堆优化的Dijkstra算法，时间复杂度为O((m+n)logn)，堆优化时使用java自带的优先队列存储自定义的Edge类的对象，表示当前到某个点的最短距离。

(5)梳理自己的作业架构设计，特别是图模型构建与维护策略

Network中包含Person，Group，每个Group中又包含相应的Person，可以认为把一个无向图分成了很多组，每一组就是一个Group

第三次作业的UML类图如下（选择MyMessage,MyPerson,MyGroup,MyNetwork画出相应类图）